第三章 磁場(chǎng) 章末檢測(cè)(二)

1、第三章 磁場(chǎng) 章末檢測(cè)（二）一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分其中18題為單選題，912題為多選題)1下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，不能表明電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)的是()A甲圖中，導(dǎo)線通電后磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B乙圖中，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用C丙圖中，當(dāng)電流方向相同時(shí)，導(dǎo)線相互靠近D丁圖中，當(dāng)電流方向相反時(shí)，導(dǎo)線相互遠(yuǎn)離2下列各圖中，表示通電直導(dǎo)線所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，正確的是()3 每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來，如圖所示，地磁場(chǎng)可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場(chǎng)的作用下，它將()A

2、向東偏轉(zhuǎn) B向南偏轉(zhuǎn)C向西偏轉(zhuǎn) D向北偏轉(zhuǎn)4 如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷，a板帶正電，兩板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若一個(gè)帶正電的液滴在兩板間做直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的方向是()A沿豎直方向向下 B沿豎直方向向上C沿水平方向向左 D沿水平方向向右5圖中a、b為兩根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有大小相等的電流，方向如圖所示，O為兩導(dǎo)線連線的中點(diǎn)a在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則O處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為()A0 B0.5 B CB D2 B6. 一帶電粒子，沿垂直于磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)的一段徑跡如圖所示，徑跡上每一小段都看成圓弧，由于帶電粒子使周圍空氣電離粒子能量不斷

3、變小(帶電量不變)，則()A粒子帶負(fù)電，從B射入 B粒子帶負(fù)電，從A射入C粒子帶正電，從B射入 D粒子帶正電，從A射入7. 1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示。這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是()A離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器 B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C離子從磁場(chǎng)中獲得能量 D離子從電場(chǎng)中獲得能量8如圖所示，帶電平行板間勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑軌道上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)過軌道P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)使小球從稍低些的b點(diǎn)開始自由滑下，在經(jīng)過P點(diǎn)進(jìn)入板間的運(yùn)動(dòng)過程中(兩板距離

4、較小)()A其動(dòng)能將會(huì)減小 B其電勢(shì)能將會(huì)減小C小球所受的洛倫茲力將會(huì)增大 D小球所受電場(chǎng)力將會(huì)增大9. 空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中的正方形為其邊界一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子，不計(jì)重力下列說法正確的是()A入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大102011年“3·15”到來之際，平板電視終于納入“三包”

5、當(dāng)中，顯示屏等關(guān)鍵零部件包修3年如圖所示，電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電子束經(jīng)過加速電場(chǎng)后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向垂直于圓面不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過磁場(chǎng)中心O點(diǎn)而打到屏幕上的中心M，加磁場(chǎng)后電子束偏轉(zhuǎn)到P點(diǎn)外側(cè)現(xiàn)要使電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)，可行的辦法是()A增大加速電壓 B增加偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度C將圓形磁場(chǎng)區(qū)域向屏幕靠近些 D將圓形磁場(chǎng)的半徑增大些11如圖所示，相距為d的兩帶電平行板間同時(shí)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由下板邊緣沿水平方向射入該區(qū)域，帶電小球恰能在兩板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A小球一定帶負(fù)電 B小球一定

6、帶正電C兩板間電壓為 D小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為12如圖所示，現(xiàn)有一帶正電的粒子能夠在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速直線穿過設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的兩極板間電壓為U，板間距離為d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子帶電荷量為q，進(jìn)入速度為v(不計(jì)粒子的重力)。以下說法正確的是()A勻速穿過時(shí)粒子速度v與U、d、B間的關(guān)系為vB若只增大v，其他條件不變，則粒子仍能直線穿過C若只增大U，其他條件不變，則粒子仍能直線穿過D若保持兩板間電壓不變，只減小d，其他條件不變，粒子進(jìn)入兩板間后將向下偏二、計(jì)算題(本題有5小題，共52分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的

7、題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分) 質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始，經(jīng)M、N板間的電場(chǎng)加速后，從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示。已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計(jì)。(1) 正確畫出粒子由靜止開始至離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的軌跡圖(用直尺和圓規(guī)規(guī)范作圖)；(2) 求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。14(10分) 在傾角45°的斜面上，固定一金屬導(dǎo)軌間距L0.2 m，接入電動(dòng)勢(shì)E10 V、內(nèi)阻r1 的電源，垂直導(dǎo)軌放有一根質(zhì)量m0.2 kg的金屬棒ab，它與框架的動(dòng)摩擦因數(shù)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

8、B4(1)T，方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，若金屬棒靜止在導(dǎo)軌架上，其所受最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，框架與棒的電阻不計(jì)，g10 m/s2。求滑動(dòng)變阻器R能接入電路的最大阻值。15(10分) 如圖所示，在虛線所示寬度范圍內(nèi)，用場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)可使初速度是v0的某種正離子偏轉(zhuǎn)角在同樣寬度范圍內(nèi)，若改用方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使該離子穿過該區(qū)域，并使偏轉(zhuǎn)角也為，(不計(jì)離子的重力)求：(1) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？(2) 離子穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的時(shí)間之比是多大？16(10分) 一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形區(qū)域的左邊界ad寬為L

9、，現(xiàn)從ad中點(diǎn)O垂直于磁場(chǎng)射入一帶電粒子，速度大小為v0，方向與ad邊夾角為30°，如圖所示已知粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m(重力不計(jì))。(1) 若粒子帶負(fù)電，且恰能從d點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求v0的大??；(2) 若粒子帶正電，且粒子能從ab邊射出磁場(chǎng)，求v0的取值范圍。17(12分) 如圖，平行金屬板傾斜位置，AB長度為L，金屬板與水平方向的夾角為，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電小球以水平速度v0進(jìn)入電場(chǎng)，且做直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)離開電場(chǎng)后，進(jìn)入如下圖所示的電磁場(chǎng)(圖中電場(chǎng)沒有畫出)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并豎直向下穿出電磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求：(1) 帶電小球進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度v；(2) 帶

10、電小球在電磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3) 重力在電磁場(chǎng)區(qū)域?qū)π∏蛩龅墓Α４鸢概c解析1.【答案】B【解析】甲、丙、丁中小磁針或?qū)Ь€所受的磁場(chǎng)力都是導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)給的力，但乙中的磁場(chǎng)是磁鐵產(chǎn)生的。2.【答案】B【解析】根據(jù)安培定則可判斷A、C均錯(cuò)誤；離直導(dǎo)線越近，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)，D錯(cuò)誤，B正確。3.【答案】A【解析】 赤道附近的地磁場(chǎng)方向水平向北，一個(gè)帶正電的射線粒子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，據(jù)左手定則可以確定，它受到水平向東的洛倫茲力，故它向東偏轉(zhuǎn)，A正確。4.【答案】D【解析】 對(duì)帶電液滴受力分析可知受到豎直向下的重力和電場(chǎng)力，由帶電液滴做直線運(yùn)動(dòng)可知受到的洛倫茲力方向豎直向上，由左手

11、定則可判斷運(yùn)動(dòng)方向沿水平方向向右。5.【答案】D【解析】 根據(jù)安培定則，a處導(dǎo)線在d點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)樨Q直向下。a處導(dǎo)線和b處導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同都是向下，大小都為B，根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)的疊加合磁場(chǎng)是2B.故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。6.【答案】B【解析】 由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小，速度逐漸減小，根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式r 可知，粒子的半徑逐漸的減小，所以粒子的運(yùn)動(dòng)方向是從A到B，再根據(jù)左手定則可知，粒子帶負(fù)電，所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤。7.【答案】AD【解析】 由R 知，隨著被加速離子的速度增大，離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑逐漸增大，所

12、以離子必須由加速器中心附近進(jìn)入加速器，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；離子在電場(chǎng)中被加速，使動(dòng)能增加；在磁場(chǎng)中洛倫茲力不做功，離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不改變磁場(chǎng)的作用是改變離子的速度方向，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。8.【答案】C【解析】 帶電小球從a點(diǎn)自由滑下，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在平行板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可知小球帶正電，電場(chǎng)力和洛倫茲力方向豎直向上，qEqvBmg；當(dāng)帶電小球從b點(diǎn)滑下時(shí)，運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度減小，則小球?qū)⑾蛳掳迤D(zhuǎn)，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，洛倫茲力不做功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，動(dòng)能增大，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系可知，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；帶電粒子速度增大，根據(jù)洛倫茲力公式f

13、qvB，可知洛倫茲力增大，故C選項(xiàng)正確；運(yùn)動(dòng)中電荷量不變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，則小球所受電場(chǎng)力不變，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。9.【答案】BD【解析】 由于粒子比荷相同，由R 可知速度相同的粒子軌跡半徑相同，運(yùn)動(dòng)軌跡也必相同，B正確；對(duì)于入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖可知，粒子的軌跡直徑不超過磁場(chǎng)邊界一半時(shí)轉(zhuǎn)過的圓心角都相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間都為半個(gè)周期，而由T 知所有粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)周期都相同，故A、C皆錯(cuò)誤；再由tT可知D正確。10.【答案】AC【解析】 若電子束的初速度不為零，則qUmv2mv，v ，軌道半徑R，增大偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，軌道半徑減小，電子束偏轉(zhuǎn)到P點(diǎn)外側(cè)；增大加速電壓，軌道

14、半徑增大，電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)；將圓形磁場(chǎng)區(qū)域向屏幕靠近些，電子束偏轉(zhuǎn)回到P點(diǎn)。正確答案選A、C。11.【答案】BC【解析】 要使小球在復(fù)合場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必須滿足重力與電場(chǎng)力平衡，即mgEq，方向相反，所以電場(chǎng)方向向上，故小球一定帶正電，A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)E 可得mgq，所以U，C正確；小球在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為整個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)周期的一半，即t，D錯(cuò)誤。12.【答案】AD【解析】 粒子受到豎直向下的電場(chǎng)力和豎直向上的洛倫茲力作用，qvBq，解得v，A選項(xiàng)正確；增大v，洛倫茲力大于電場(chǎng)力，粒子向上偏轉(zhuǎn)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；增大U，電場(chǎng)力大于洛倫茲力，粒子向下偏轉(zhuǎn)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；保持兩板間電壓不變，只減小d

15、，電場(chǎng)力大于洛倫茲力，粒子向下偏，D選項(xiàng)正確。13. 【答案】 【解析】(1) 作粒子經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的軌跡圖，如圖(2) 設(shè)粒子在M、N兩板間經(jīng)電場(chǎng)加速后獲得的速度為v，由動(dòng)能定理得： qUmv2 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為r，則： qvBm 由幾何關(guān)系得： r2(rL)2d2 聯(lián)立式得：磁感應(yīng)強(qiáng)度B 。14.【答案】 7 【解析】金屬棒受四個(gè)力作用，重力、垂直于導(dǎo)軌平面的支持力、沿導(dǎo)軌平面向上的安培力F、沿導(dǎo)軌平面的摩擦力f，變阻器R較大時(shí)，I較小，安培力較小，金屬棒有下滑趨勢(shì)，框架對(duì)棒的摩擦力方向向上，如圖所示，當(dāng)R最大時(shí)，金屬棒剛好不下滑，根據(jù)平衡條件得：BILmgcos m

16、gsin 0I聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：R7 。15【答案】(1) (2) sin 【解析】(1)離子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)有vyv0tan vyt 且t 其中d為電場(chǎng)的寬度。當(dāng)改用勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。軌道半徑r 聯(lián)立得：B(2) 離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1d/v0 離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2 由得：t1t2sin .16.【答案】(1) (2) v0【解析】(1) 若粒子帶負(fù)電，則進(jìn)入磁場(chǎng)后沿順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，如圖所示，O1為軌跡圓心，由對(duì)稱性可知，速度的偏轉(zhuǎn)角1260°，故軌跡半徑r1Od根據(jù)牛頓第二定律得：qv0B，得v0.(2) 若粒子帶正電，則沿逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，當(dāng)v0最大時(shí)，軌跡與cd相切，軌跡圓心為O2，半徑為r2，由幾何關(guān)系得r2r2cos60°，得r2L即 vmax當(dāng)v0最小時(shí)，軌跡與ab相切，軌跡圓心為O3，半徑為r3，由幾何關(guān)系可得r3r3sin 30&