高中物理 第六章《磁場對電流和運動電荷的作用》測試 魯科版選修3-1

1、魯科版31第六章 磁場對電流和運動電荷的作用 全章測評(時間:90分鐘,總分:100分)一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分）1.下列天體周圍都有磁場，其中指南針不能在其上工作的是（）A.地球B.太陽C.月亮D.火星2.軟鐵棒放在永磁體的旁邊能被磁化，這是由于（）A.在永磁體磁場作用下，軟鐵棒中形成了分子電流B.在永磁體磁場作用下，軟鐵棒中的分子電流消失了C.在永磁體磁場作用下，軟鐵棒中分子電流的取向 變得大致相同D.在永磁體磁場作用下，軟鐵棒中分子電

2、流的取向變得更加雜亂無章3.來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地球周圍的空間時，將（）A.豎直向下沿直線射向地面B.相對于預定地點向東偏轉C.相對于預定點稍向西偏轉D.相對于預定點稍向北偏轉4.某地地磁場的磁感應強度大約是4.0×10-5 T，一根長為500 m的電線，電流為10 A，該導線可能受到的磁場力為（）A.0B.0.1 NC.0.3 ND.0.4 N5.磁電式電流表的蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，目的是（）A.使磁場成圓柱形，以便框轉動B.使線圈平面在水平位置與磁感線平行C.使線圈平面始終與磁感線平行D.為了使磁場分布

3、規(guī)則6.直導線ab長為L，水平放置在勻強磁場中，磁場方向如圖6-6，磁感應強度為B，導線中通有恒定電流，電流為I，則（）圖6-6A.導線所受安培力大小為BILB.若電流方向由b向a，則安培力方向豎直向上C.若使導線在紙面內轉過角，則安培力大小變成BILsinD.若使導線在紙面內轉過角，則安培力大小變?yōu)锽ILcos7.如圖6-7所示，矩形線圈abcd放置在水平面內，磁場方向與水平面成角，已知sin，線圈面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，則通過線圈的磁通量為（）圖6-7A.BSB.C.D.8.如圖6-8所示，一金屬直桿MN兩端接有導線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內，為使MN垂直

4、于紙面向外運動，可以（）圖6-8A.將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負極B.將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負極C.將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負極D.將a、c端接在交流電源的一端，b、d端接在交流電源的另一端9.如圖6-9所示，空間有垂直紙面向外的勻強磁場，一質量為m1 kg的帶正電的絕緣小滑塊，開始靜止在絕緣粗糙的斜面底端.從某時刻滑塊突然受到一個沿斜面向上的沖量I10 N·s，滑塊沿斜面先向上后向下運動，當滑塊滑到離地面1 m高處時，滑塊速度大小為4 m/s.關于滑塊在整個運動中所受的洛倫茲力方向，下列說法正確的是（）圖6-9A.一直垂直斜面向上B.

5、一直垂直斜面向下C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上10.如圖6-10所示，在勻強磁場中有一帶電粒子做勻速圓周運動，當它運動到M點，突然與一不帶電的靜止粒子碰撞合為一體，碰撞后的運動軌跡應是圖6-10中的哪一個(實線為原軌跡，虛線為碰后軌跡)（）圖6-1011.如圖6-11所示，兩個完全相同的圓形線圈能在一個光滑的圓柱上自由移動，設大小不同、方向相同的電流I1、I2分別按圖示方向通入圓形線圈，則兩個線圈的運動情況（）圖6-11A.都繞圓柱轉動B.彼此相向運動，具有大小相等的加速度C.彼此相向運動，電流較大的加速度較大D.彼此背向運動，電流較大的加速度較大12.如圖6

6、-12所示，帶電平行板中勻強電場豎直向上，勻強磁場方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點自由滑下，經過軌道端點P進入板間后恰好沿水平方向做直線運動，現(xiàn)使小球從稍低些的b點開始自由滑下，在經P點進入板間的運動過程中不可能的是（）圖6-12A.其動能將會增大 B.其電勢能將會增大C.小球所受的洛倫茲力將會增大D.小球所受的電場力將會增大二、填空題（本題共有4小題，每題6分，共24分）13.一個質子和一個粒子同時射入同一勻強磁場中，射入方向和磁場垂直，則：如果兩者以相同的速度進入磁場中，則其圓運動的軌道半徑之比是_；如果兩者以相同的動量進入磁場中，則其圓運動的軌道半徑之比是_；如果兩者以

7、相同的動能進入磁場中，則其圓運動的軌道半徑之比是_.14.如圖6-13所示是等離子體發(fā)電機的示意圖，磁感應強度為B，兩板間距離為d，要使輸出電壓為U，則等離子的速度為_，a是電源的_極.圖6-1315.一個帶電微粒在如圖6-14所示的正交勻強電場和勻強磁場中在豎直面內做勻速圓周運動.則該帶電微粒必然帶_，旋轉方向為_.若已知圓半徑為r，電場強度為E，磁感應強度為B，則線速度為_. 圖6-1416.1998年升空的磁譜儀探索太空中存在的反物質和暗物質，利用質譜儀可測定太空中粒子的比荷.如圖6-15所示，當太空中的某一粒子從O點垂直進入磁感應強度B=10 T的勻強磁場后，沿半圓周運動到達P點，測得

8、OP距離為10 cm，從P點離開磁場到Q點，電子計時器記錄數(shù)據(jù)為10-8 s，已知PQ間距離為50 cm，則該粒子的比荷為_，它可能是_(填“電子”“正電子”“質子”或“反質子”).圖6-15三、計算題（共28分.解答應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)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）17.（8分）如圖6-16，金屬桿ab的質量為m，長為L，通過的電流為I，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，結果ab靜止且緊壓于水平導軌上.若磁場方向與導軌平面成角，求：圖6-16 (1)棒ab受到的摩擦力；(2)棒ab對導軌的壓力.18.（8分）如圖6-17所示，

9、直線MN上方有磁感應強度為B的勻強磁場.正、負電子同時從同一點O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場（電子質量為m，電荷量為e），求：圖6-17（1）它們從磁場中射出時相距多遠？（2）射出的時間差是多少？19.（12分）如圖6-18所示，質量m1.0×10-4 kg的小球放在絕緣的水平面上，小球帶電荷量q2.0×10-4 C，小球與水平面間的動摩擦因數(shù)0.2，外加水平向右的勻強電場E=5 V/m，垂直紙面向外的勻強磁場B2 T，小球從靜止開始運動.(1)小球具有最大加速度的值為多少？(2)小球的最大速度為多少?(g取10 m/s2)圖6-18參考答案1解析：選項

10、的四個天體之中只有火星沒有全球性的磁場，因此指南針不能在其上工作.答案：D2解析：安培提出的分子電流假說認為，磁性物質微粒中本來就存在分子電流，這些分子電流的取向本來是雜亂無章的，對外不顯示磁性，當它處在外磁場中時，分子電流的磁極在外磁場的作用下，沿磁場方向做有序排列，這就是所謂的磁化.只有選項C是正確的.答案：C3解析：地球表面地磁場方向由南向北，電子帶負電.根據(jù)左手定則可判定，電子自赤道上空豎直下落過程中所受洛倫茲力方向向西.答案：C4解析：當電流垂直于磁場時，電線所受的安培力最大，為FmaxBIL0.2 N，因此導線可能受到的磁場力大小是0至0.2 N之間的值.答案：AB5解析：磁電式電

11、流表的蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，目的是使線圈平面始終與磁感線平行.答案：C6答案：A7解析：因為=BSsin，所以正確選項為B.答案：B8解析：這是直線電流在螺線管產生的磁場中的問題，利用右手螺旋定則判斷磁場，利用左手定則判斷受力方向.將a接正、b接負，電流方向為MN.c接正、d接負極，由右手螺旋定則可知，線圈上端為N極.由左手定則可知MN向外運動，A正確.b接正極時，電流方向為NM，d接正極時線圈下端為N極，由此可判斷MN向外運動，B正確.a接正極時，電流方向為MN，d接正極時，線圈下端為N極，可判斷MN向里運動，C錯誤.MN中與線圈中雖然通以交流電，但由于ab與cd是并聯(lián)在

12、電源上，當電流為MN時，線圈中電流為cd，而當電流為NM時，線圈中電流為dc，由以上判斷A、B的方法可知D正確.答案：ABD9解析：本題以帶電絕緣滑塊在磁場中運動為知識背景，通過與力學知識的綜合，考查分析和推理能力以及對知識的綜合應用能力.滑塊受到一斜向上的沖量后，沿斜面向上運動，根據(jù)左手定則，受到垂直斜面向下的洛倫茲力.滑塊返回過程中受洛倫茲力方向也相反.答案：D10解析：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式為：r= ，帶電粒子到M點與一不帶電的靜止粒子碰撞合為一體，動量不改變，碰撞后的運動軌跡圓的半徑也不改變，因此選項A正確.答案：A11解析：使用等效分析法，兩個環(huán)形電流相當于兩個

13、磁極相反的小磁針，相互排斥；由牛頓第三定律可知，它們之間的作用力等大、反向，因此加速度大小相等、方向相反，故選B.答案：B12解析：由題意可知，小球帶正電，小球從稍低些的b點開始自由滑下，在經P點進入板間的運動的初速度變小了，初始洛倫茲力也變小了.但是在復合場中運動時，偏離直線向下運動，電場力做負功，重力做正功，速度增加，動能增加，洛倫茲力也增加，選項A、B、C是正確的.電場力與運動電荷的速度無關，大小計算式為：FqE，所以電場力大小不變，選項D符合題意.答案：D13解析：因為qvBm，所以當速度相同時，r質r12；當動量相同時，r質r21；當動能相等時，qvBm，得r，又由Ekmv2，可得：

14、r，r質r.答案：12211114解析：最后等離子體勻速通過電磁場，所以有qvB=q，所以v=.由左手定則可知a是電源的正極.答案：正15解析：因為必須有電場力與重力平衡，所以必為負電；由左手定則得逆時針轉動；再由關系式mg=qE和r=得v=.答案：負電逆時針16解析：以帶電粒子在勻強磁場中的運動為知識背景.由左手定則知該粒子帶負電v= m據(jù)r=得 C/kg質子的比荷，故該粒子為反質子.答案：108 C/kg反質子17解析：由題意可知，安培力大小F安BIL，與磁場方向垂直向上，與豎直方向成角，金屬桿還受豎直向下的重力mg、水平導軌的支持力FN和靜摩擦力的作用.金屬桿ab靜止，合外力為零，則有：FBILsin，F(xiàn)N+BILcosmg，所以棒ab對導軌的壓力F壓mg-BILcos.答案：(1)BILsin(2)mg-BILcos18解析：正負電子的半徑和周期是相同的，只是偏轉方向相反.先確定圓心，畫出半徑，由對稱性知：射入、射出點和圓心恰好組成正三角形.所以兩個射出點相距2r，由題圖還看出經歷時間相差2T/3.答案：（1）射出點相距s=（2）時間差為t=19解析：小球受