高中物理3-1第三章磁場檢測試題精編附答案啊

1、第三章檢測試題(時(shí)間:60分鐘滿分:100分)【測控導(dǎo)航】知識點(diǎn)題號1.磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量4、102.安培力1、33.洛倫茲力64.勻速圓周運(yùn)動(dòng)2、5、7、8、125.與磁場力有關(guān)的平衡問題11、136.組合場、復(fù)合場問題8、9、14一、選擇題(共9小題,每小題5分,共45分)1.(2014江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高二上學(xué)期期中考試)如圖所示,通電導(dǎo)線均置于勻強(qiáng)磁場中,其中導(dǎo)線受安培力作用的是(ABD)解析:由于A、B、D各項(xiàng)中電流方向與磁場方向不平行,而C項(xiàng)中平行,由此得選項(xiàng)A、B、D正確.2.(2014廣州調(diào)研)一帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),要想確定該帶電粒子的比荷,則只需要知道(B)A

2、.運(yùn)動(dòng)速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度BB.磁感應(yīng)強(qiáng)度B和運(yùn)動(dòng)周期TC.軌跡半徑R和運(yùn)動(dòng)速度vD.軌跡半徑R和磁感應(yīng)強(qiáng)度B解析:帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),利用半徑公式和周期公式可判斷出選項(xiàng)B正確.3.(2013江蘇省揚(yáng)大附中高二考試)如圖所示,在傾角為的光滑斜面上,垂直斜面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)線,當(dāng)通以電流I時(shí),欲使導(dǎo)線靜止在斜面上,外加勻強(qiáng)磁場B的大小和方向可能是(BD)A.B=mgtanIL,方向垂直斜面向上B.B=mgsinIL,方向垂直斜面向下C.B=mgtanIL,方向豎直向上D.B=mgIL,方向水平向左解析:導(dǎo)線在重力、支持力和安培力三力作用下平衡,當(dāng)磁場方向垂直斜面向上時(shí),安

3、培力沿斜面向下,三力不可能平衡,選項(xiàng)A錯(cuò);當(dāng)磁場方向垂直斜面向下時(shí)安培力沿斜面向上,則有mgsin =BIL,故B=mgsinIL,選項(xiàng)B正確;當(dāng)磁場方向豎直向上時(shí),安培力水平向右,三力不可能平衡,選項(xiàng)C錯(cuò);若磁場方向水平向左時(shí),安培力豎直向上,有mg=BIL,故B=mgIL,選項(xiàng)D正確.4.(2014福州期末)如圖,甲、乙兩根長直導(dǎo)線垂直紙面放置,A點(diǎn)為紙面上與甲、乙等距的點(diǎn).圖中虛線為在紙面內(nèi)過A點(diǎn)分別與甲、乙兩導(dǎo)線垂直的線,且這兩條虛線互相垂直.當(dāng)甲、乙兩根導(dǎo)線中通有圖示方向的電流時(shí),兩電流在A點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場方向一定(C)A.指向區(qū)域B.指向區(qū)域C.指向區(qū)域D.指向區(qū)域解析:乙電流在A

4、點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿甲與A連線向外,甲電流在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿乙與A的連線向外,由磁場疊加可知A點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向指向區(qū)域,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤.5.三個(gè)質(zhì)子1、2和3分別以大小相等的初速度v1、v2和v3經(jīng)平板MN上的小孔O射入勻強(qiáng)磁場,各初速度的方向如圖所示,磁場方向垂直紙面向里,整個(gè)裝置處在真空中,且不計(jì)質(zhì)子重力.最終這三個(gè)質(zhì)子打到平板MN上的位置到小孔的距離分別為s1、s2和s3,則(D)A.s1<s2<s3B.s2>s3>s1C.s1=s3>s2D.s1=s3<s2解析:質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r相同,根據(jù)左手定則可以畫出三

5、個(gè)質(zhì)子的軌跡,如圖所示,v2與平板垂直,s2最大,v1和v3與平板的夾角相同,s1=s3,故選項(xiàng)D正確.6.(2014安慶高二檢測)初速度為v0的電子,沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出,直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運(yùn)動(dòng)方向如圖所示,則(A)A.電子將向右偏轉(zhuǎn),速率不變B.電子將向左偏轉(zhuǎn),速率改變C.電子將向左偏轉(zhuǎn),速率不變D.電子將向右偏轉(zhuǎn),速率改變解析:由安培定則可知,通電導(dǎo)線右方磁場方向垂直紙面向里,則電子受洛倫茲力方向由左手定則可判知向右,所以電子向右偏;由于洛倫茲力不做功,所以電子速率不變.7.如圖所示,一圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,AC為直徑,O為圓心,一帶電粒子從A沿AO方向垂直射入磁場

6、,初速度為v1,從D點(diǎn)射出磁場時(shí)的速率為v2,則下列說法中正確的是(粒子重力不計(jì))(B)A.v2>v1,v2的方向必過圓心B.v2=v1,v2的方向必過圓心C.v2>v1,v2的方向可能不過圓心D.v2=v1,v2的方向可能不過圓心解析:帶電粒子所受的洛倫茲力不對它做功,動(dòng)能不變,v2=v1,帶電粒子從A點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,從D點(diǎn)射出,軌跡如圖所示,O1為軌跡的圓心,由對稱性可知v2的方向必過圓心,正確的答案為B.8.(2014濟(jì)南歷城期末)1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).若速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則下列

7、相關(guān)說法中正確的是(BD)A.速度選擇器的P1極板帶負(fù)電,P2極板帶正電B.粒子在B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑不同,運(yùn)動(dòng)時(shí)間也不相同C.粒子在B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑不同,說明離開速度選擇器時(shí)速度大小不同D.在B2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,荷質(zhì)比q/m越小解析:粒子在速度選擇器中所受洛倫茲力方向向上,所受靜電力向下,因而P1極板帶正電,P2極板帶負(fù)電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由qvB2=mv2r,得r=mvqB2,粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度相同,r不同,mq不同,在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=T2=mB2q,運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相同,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;由r=mvqB2可知,r越大,qm越小,選項(xiàng)D正確.9.(2014日照期末)如圖所示,兩個(gè)光滑

8、的半徑相同的半圓形軌道分別豎直放在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中,軌道兩端在同一高度上.兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放,M、N為軌道的最低點(diǎn),則(BD)A.兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM=vNB.兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM>vNC.小球第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間大于小球第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)間D.在磁場中小球能到達(dá)軌道的另一端,在電場中小球不能到達(dá)軌道的另一端解析:兩種情況由動(dòng)能定理得mgR=12mvM2,mgR-qER=12mvN2,所以vM>vN,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;小球在磁場中運(yùn)動(dòng)的平均速率大于在電場中運(yùn)動(dòng)的平均速率,運(yùn)動(dòng)的弧長相同,因而小球第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間小于小球

9、第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)間,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球在磁場中洛倫茲力不做功,機(jī)械能守恒,能到達(dá)軌道另一端,而在電場中,靜電力做負(fù)功,因而小球不能到達(dá)軌道的另一端,選項(xiàng)D正確.二、填空題(共12分)10.(6分)如圖所示,若閉合電路abcd和ABCD所在平面均與勻強(qiáng)磁場B垂直,面積分別為S1和S2,且S1>S2,磁場限制在ABCD區(qū)域,則閉合電路abcd的磁通量為. 解析:因?yàn)?BS中的S應(yīng)是指閉合回路中包含磁場的那部分有效面積,穿過S1和S2的磁通量是相同的,=BS2.答案:BS211.(6分)如圖為“電流天平”,可用于測定磁感應(yīng)強(qiáng)度.在天平的右端掛有一矩形線圈,設(shè)其匝數(shù)n=5,底邊cd長L

10、=20 cm,放在垂直于紙面向里的待測勻強(qiáng)磁場中,且線圈平面與磁場垂直.當(dāng)線圈中通入如圖所示方向的電流I=100 mA時(shí),調(diào)節(jié)砝碼使天平平衡.若保持電流大小不變,使電流方向反向,則要在天平右盤加質(zhì)量m=8.2 g的砝碼,才能使天平再次平衡.則cd邊所受的安培力大小為N,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為T(g=10 m/s2). 解析:電流方向反向,則安培力大小不變,由豎直向下變?yōu)樨Q直向上,則F=2nBIL=mg,所以cd邊所受安培力大小F安=12mg=4.1×10-2 N,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=mg2nIL=8.2×10-3×102×5×100×

11、;10-3×0.2 T=0.41 T.答案:4.1×10-20.41三、計(jì)算題(共43分)12.(12分)如圖所示,在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xOy平面并指向紙面外,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶正電的粒子(不計(jì)粒子重力)以速度v0從O點(diǎn)射入磁場,入射方向在xOy平面內(nèi),與x軸正向的夾角為,若粒子射出磁場的位置與O點(diǎn)的距離為L,求該粒子的帶電荷量和質(zhì)量之比q/m.解析:由圖可知:L2=Rsin 又R=mv0qB由得:qm=2v0sinBL.答案:2v0sinBL13.(2014臺州期末)(14分)如圖所示,水平放置的兩平行金屬導(dǎo)軌間距L=0.5 m,所接電源的

12、電動(dòng)勢E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.2 ,R1=2.6 ,金屬棒的電阻R2=0.2 ,與平行導(dǎo)軌垂直,其余電阻不計(jì),金屬棒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0 T、方向與水平方向成60°角的勻強(qiáng)磁場中.在接通電路后金屬棒保持靜止,則 (1)金屬棒受到的安培力的大小和方向如何?(2)若棒的質(zhì)量m=5×10-2 kg,此時(shí)導(dǎo)軌對它的支持力是多少(g=10 m/s2)?解析:(1)由閉合電路歐姆定律有:I=ER1+R2+r=1.52.6+0.2+0.2 A=0.5 A,安培力F=BIL=2.0×0.5×0.5 N=0.5 N,由左手定則可知其方向與導(dǎo)軌平面成30°

13、角斜向左上方.(2)設(shè)金屬棒所受支持力為FN,金屬棒受力如圖所示.由豎直方向受力平衡知:FN+Fsin 30°-mg=0解得:FN=0.25 N.答案:(1)0.5 N,方向與導(dǎo)軌平面成30°角斜向左上方(2)0.25 N14.(2014周口調(diào)研)(17分)如圖所示,空間分布著方向平行于紙面且與場區(qū)邊界垂直的有界勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為E、場區(qū)寬度為L.在緊靠電場右側(cè)的圓形區(qū)域內(nèi),分布著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場.磁感應(yīng)強(qiáng)度B未知,圓形磁場區(qū)域半徑為r.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從A點(diǎn)由靜止釋放后,在M點(diǎn)離開電場,并沿半徑方向射入磁場區(qū)域,然后從N點(diǎn)射出,O為圓心,MON=120°,粒子重力可忽略不計(jì).求:(1)粒子經(jīng)電場加速后,進(jìn)入磁場時(shí)速度的大小;(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(3)若粒子在離開磁場前某時(shí)刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不變,大小突然變?yōu)锽1,此后粒子恰好被束縛在該磁場中,則B1的最小值為多少?解析:(1)設(shè)粒子經(jīng)電場加速后的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理有qEL=12mv2,解得v=2qELm.(2)粒