2017-2018學(xué)年高中物理階段驗(yàn)收評估(三)磁場新人教版選修3-1

1、階段驗(yàn)收評估（二）磁場一、選擇題（本題共 8 小題，每小題 6 分，共 48 分，第 15 小題中只有一個選項(xiàng)符合 題意，第 68 小題中有多個選項(xiàng)符合題意，全選對的得6 分，選對但不全的得 3 分，有選錯的得 0 分。）1 如圖 1 所示，兩個完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動情況是( )(1 0yj圖 1A.都繞圓柱轉(zhuǎn)動oB.以不等的加速度相向運(yùn)動C.以相等的加速度相向運(yùn)動ftD.以相等的加速度相背運(yùn)動解析：選 C 同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但根據(jù)牛頓第三定律知 兩線圈間相互作用力大小相等，所以C 項(xiàng)正確。

2、2.圖 2 中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直I于紙面的方向向外運(yùn)動，它所受洛倫茲力的方向是（）解析：選 B 根據(jù)通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的特點(diǎn)和安培定則可知，b、d兩導(dǎo)線在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁場大小相等，方向相反，a、c兩導(dǎo)線在0點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的方向均向左，故0點(diǎn)的合磁場方向向左，又帶正電的粒子沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動，粒子受到的洛倫茲力向下，選項(xiàng) B 正確。3.如圖 3 所示，兩根垂直紙面、平行且固定放置的直導(dǎo)線 沿紙面與直導(dǎo)線M N等距放置另一根可自由移動的通電導(dǎo)線 作用下運(yùn)動的情況

3、是（ ）根據(jù)左手定則可判斷出帶電M和N,通有同向等值電流；ab,則通電導(dǎo)線ab在安培力2解析：選 D 因vo與B平行，故該粒子不受洛倫茲力，選項(xiàng)vo方向相反，故經(jīng)一定時間后，速度方向可能改變，選項(xiàng)B 錯誤；因電場是勻強(qiáng)電場，故粒子所受電場力不變，選項(xiàng)2C 錯誤；由動能定理可知qElm=v,得1m=mE，故選項(xiàng) D 正確。A.沿紙面逆時針轉(zhuǎn)動B.沿紙面順時針轉(zhuǎn)動if-MNC. a端轉(zhuǎn)向紙外，b端轉(zhuǎn)向紙里D. a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外解析：選 D 根據(jù)長直導(dǎo)線周圍磁場的分布規(guī)律和矢量合成法則，可以判斷兩電流M N連線中垂線上方磁場方向水平向右，ab上半段所受安培力垂直于紙面向里，兩電流M N連

4、線中垂線下方磁場方向水平向左，ab下半段所受安培力垂直于紙面向外，所以a端轉(zhuǎn)向紙里，b端轉(zhuǎn)向紙外，選項(xiàng) D 正確。4.一個重力不計的帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。則下列能表示運(yùn)動周期T與半徑解析：選 D 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動時，2vmv ,e、一qvB=mR?R=品，由圓周運(yùn)動2nR2nm f I規(guī)律，T=萌，可見粒子運(yùn)動周期與半徑無關(guān)，故D 項(xiàng)正確。5.如圖 4 所示的區(qū)域中存在著勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，二者平行但方向相反。質(zhì)量為mA所帶電荷量為一q的粒子（不計重力）沿電場方向以初速度vo射入場區(qū)，下列關(guān)于該粒子的說 法正確的是（）A.所受洛倫茲力越

5、來越小C.所受電場力越來越小B .速度方向保持不變D.向右的最大位移為2mv2qEA 錯誤；因所受電場力與36如圖 5 甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置，間距為L,其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo垂直于導(dǎo)軌水平對稱放置一根均勻金屬棒。從t= 0 時刻起，棒上有如圖乙所示的持續(xù)交變電流I，周期為T,最大值為Im,圖甲中|所示方向?yàn)殡娏髡较颉t金屬棒（）A. 直向右移動B. 速度隨時間周期性變化C. 受到的安培力隨時間周期性變化D. 受到的安培力在一個周期內(nèi)做正功解析：選 ABC 由左手定則可知，金屬棒一開始向右做勻加速運(yùn)動，當(dāng)電流反向以后，金屬棒開始做勻減速運(yùn)動，經(jīng)過一個周期速度變?yōu)?/p>

6、0,然后重復(fù)上述運(yùn)動，所以選項(xiàng)A、B正確；安培力F=BIL，由圖像可知前半個周期安培力水平向右，后半個周期安培力水平向 左，不斷重復(fù)，選項(xiàng) C 正確；一個周期內(nèi)，金屬棒初、末速度相同，由動能定理可知安培力 在一個周期內(nèi)不做功，選項(xiàng) D 錯誤。7.如圖 6 所示，兩根長直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M N兩小孔中，0為MN連線的中點(diǎn)，連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于0點(diǎn)對稱。導(dǎo)線均通有大小相等、方向向上的電流。已知長直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B-kr，式中k是常量、I是導(dǎo)線中的電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球以初速度V0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動到b點(diǎn)。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是（）A. 小

7、球先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動B. 小球一直做勻速直線運(yùn)動C. 小球?qū)ψ烂娴膲毫ο葴p小后增大D. 小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃蠼馕觯哼x BD 由右手螺旋定則可知，M處的通電導(dǎo)線在M0區(qū)域產(chǎn)生的磁場垂直于MO向里，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場越弱， 所以M處電流的磁場由M到O逐漸減弱；N處的通電導(dǎo)線在ON區(qū)域產(chǎn)生的磁圖 64場垂直于ON向外，由O到N逐漸增強(qiáng)，帶正電的小球由a點(diǎn)沿連線運(yùn)動到b51212qU= 2m- 2mV可知，帶電粒子每運(yùn)動一周，電場力做功都相同，動能增量都相同，但速度qBR的增量不相同，故粒子做圓周運(yùn)動的半徑增加量不相同，B 錯誤；由v= 可知，粒子的最m大速度與 D 形盒的半徑R有關(guān)，C 正確

8、；粒子在電場中運(yùn)動的方向始終不變，故D 錯誤。二、計算題（本題共 3 小題，共 52 分）9. （14 分）（2015 重慶高考）音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動機(jī)。圖 8 是某音圈電機(jī)的原理示意圖， 它由一對正對的磁極和一個正方形剛性線圈構(gòu)成,長為L,匝數(shù)為n,磁極正對區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于線圈平面豎直向下，大小為B,區(qū)域外的磁場忽略不計。 線圈左邊始終在磁場外， 右邊始終在磁場內(nèi)， 前后兩邊在磁場內(nèi)的長度始終相等。某時刻線圈中電流從P流向Q大小為I。點(diǎn)，受到的洛倫茲力F= Bqv為變力，則從a到O洛倫茲力的方向向上，隨磁場的減弱而減 小，從0到b洛倫茲力的方向向下，隨磁

9、場的增強(qiáng)而增大，所以對桌面的壓力一直在增大， D 正確，C 錯誤；由于桌面光滑，且洛倫茲力始終沿豎直方向，所以小球在水平方向上不受 力，做勻速直線運(yùn)動，B 正確，A 錯誤。8.美國物理學(xué)家勞倫斯于 1932 年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用運(yùn)動的帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的特點(diǎn)，能使帶電粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得較高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步。如圖 7 所示為一種改進(jìn)后的回旋加速器的示意圖，其中盒縫間的加速電場的場強(qiáng)大小恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從Po處由靜止釋放，并沿電場線方向進(jìn)入加速電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入D 形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，對于這種

10、改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是A.B.PiP2=F2F3C. 粒子的最大速度與 D 形盒的尺寸有關(guān)D. 加速電場的方向需要做周期性的變化解析：選 AC 由題圖可以看出，帶電粒子每運(yùn)動一周被加速一次,A 正確；由mvR=qB和線圈邊)帶電粒子每運(yùn)動一周被加速一次6圖 8(1) 求此時線圈所受安培力的大小和方向。(2) 若此時線圈水平向右運(yùn)動的速度大小為V,求安培力的功率。解析： 由安培力表達(dá)式F=BIL可知，線圈所受的安培力F=nBIL，由左手定則可判斷安培力方向水平向右。(2)由功率公式P=Fv可知，安培力的功率P=nBILv。答案：(1)安培力的大?。簄BIL方向：水平向右(2)安培力

11、的功率：nBILv10. (18 分)(2015 福建高考)如圖 9 所示，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時存在相互 垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為E,磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時離開MN故曲線運(yùn)動。A C兩點(diǎn)間距離為h,重力加速度為g。1W圖 9(1) 求小滑塊運(yùn)動到C點(diǎn)時的速度大小Vc;(2) 求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功W;(3) 若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動到水平地面

12、上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時的速度大小為VD,從D點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的時間為t，求小滑塊運(yùn)動到P點(diǎn)時速度的大小VP。解析：(1)小滑塊沿MN!動過程，水平方向受力滿足qvB+N= qE小滑塊在C點(diǎn)離開MN寸N= 0解得Vc=EB7(2)由動能定理得12mgh- WJ=jmvc- 0 ”ml=L解得W=mgh-2B2(3)如圖，小滑塊速度最大時，速度方向與電場力、重力的合力方向垂直。撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動，等效加速度為g.g，=Jm2+g2且vP=vD+g2t2 解得VP=“宀EmE答案：(1)Bmgh- 2B211.(20 分)如圖 10 所示，一平行板電容器長為d,極板間距也為d,極板間存

13、在豎直向上的勻強(qiáng)電場E,在平行板電容器的右側(cè)上(虛線右側(cè))，極板的中間平分線OO上方存在 垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B, OO下方存在豎直向上的勻強(qiáng)電場E2, 一帶電微粒初速度為vo,質(zhì)量為m帶電量為q(q0)，從0點(diǎn)沿著OO的方向射入電場，恰好從上極板的右邊緣射入勻強(qiáng)磁場，并從A點(diǎn)垂直00向下進(jìn)入電場。(不計微粒重力，E2=E1,日、呂、B均未知)求：圖 102勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；若在離A點(diǎn)右側(cè)的距離為的O處，有一塊垂直于00的擋板PQ從粒子第一次到達(dá)A點(diǎn)開始計時，到擊中擋板PQ需要多長時間?解析：(1)微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，在水平方向：d=V0t1,在豎直方向上：*d=1at?=1,.1/8”mv解得：;qd(2)微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動，1Vy在水平方向：d=Vot1,豎直方向：2d=2”，貝UVy=Vo,微粒進(jìn)入磁場時的速度：V= 2Vo，方向