高二物理磁場對電流和運(yùn)動電荷的作用全章測評

教師助手學(xué)生幫手家長朋友教師助手學(xué)生幫手家長朋友魯科版3–1第六章磁場對電流和運(yùn)動電荷的作用全章測評(時(shí)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(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)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(diǎn)，則這些電子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將（）A.豎直向下沿直線射向地面 B.相對于預(yù)定地點(diǎn)向東偏轉(zhuǎn)C.相對于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn) D.相對于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)4.某地地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是4.0×10-5T，一根長為500m的電線，電流為10A，該導(dǎo)線可能受到的磁場力為（）A.0 B.0.1N C.0.3N D.0.4N5.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(zhuǎn)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.為了使磁場分布規(guī)則6.直導(dǎo)線ab長為L，水平放置在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向如圖6-6，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線中通有恒定電流，電流為I，則…（）圖6-6A.導(dǎo)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(dǎo)線在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)過α角，則安培力大小變成BILsinαD.若使導(dǎo)線在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)過α角，則安培力大小變?yōu)锽ILcosα7.如圖6-7所示，矩形線圈abcd放置在水平面內(nèi)，磁場方向與水平面成α角，已知sinα＝，線圈面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過線圈的磁通量為（）圖6-7A.BS B. C. D.8.如圖6-8所示，一金屬直桿MN兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使MN垂直于紙面向外運(yùn)動，可以（）圖6-8A.將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負(fù)極B.將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負(fù)極C.將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負(fù)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(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m＝1kg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(shí)刻滑塊突然受到一個(gè)沿斜面向上的沖量I＝10N·s，滑塊沿斜面先向上后向下運(yùn)動，當(dāng)滑塊滑到離地面1m高處時(shí)，滑塊速度大小為4m/s.關(guān)于滑塊在整個(gè)運(yùn)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.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(qiáng)磁場中有一帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動，當(dāng)它運(yùn)動到M點(diǎn)，突然與一不帶電的靜止粒子碰撞合為一體，碰撞后的運(yùn)動軌跡應(yīng)是圖6-10中的哪一個(gè)(實(shí)線為原軌跡，虛線為碰后軌跡)（）圖6-1011.如圖6-11所示，兩個(gè)完全相同的圓形線圈能在一個(gè)光滑的圓柱上自由移動，設(shè)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(gè)線圈的運(yùn)動情況（）圖6-11A.都繞圓柱轉(zhuǎn)動B.彼此相向運(yùn)動，具有大小相等的加速度C.彼此相向運(yùn)動，電流較大的加速度較大D.彼此背向運(yùn)動，電流較大的加速度較大12.如圖6-12所示，帶電平行板中勻強(qiáng)電場豎直向上，勻強(qiáng)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(diǎn)自由滑下，經(jīng)過軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動，現(xiàn)使小球從稍低些的b點(diǎn)開始自由滑下，在經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間的運(yùn)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(gè)質(zhì)子和一個(gè)α粒子同時(shí)射入同一勻強(qiáng)磁場中，射入方向和磁場垂直，則：如果兩者以相同的速度進(jìn)入磁場中，則其圓運(yùn)動的軌道半徑之比是_______；如果兩者以相同的動量進(jìn)入磁場中，則其圓運(yùn)動的軌道半徑之比是_______；如果兩者以相同的動能進(jìn)入磁場中，則其圓運(yùn)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(jī)的示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)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(gè)帶電微粒在如圖6-14所示的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動.則該帶電微粒必然帶_______，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開______.若已知圓半徑為r，電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則線速度為_______.圖6-1416.1998年升空的α磁譜儀探索太空中存在的反物質(zhì)和暗物質(zhì)，利用質(zhì)譜儀可測定太空中粒子的比荷.如圖6-15所示，當(dāng)太空中的某一粒子從O點(diǎn)垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T的勻強(qiáng)磁場后，沿半圓周運(yùn)動到達(dá)P點(diǎn)，測得OP距離為10cm，從P點(diǎn)離開磁場到Q點(diǎn)，電子計(jì)時(shí)器記錄數(shù)據(jù)為10-8s，已知PQ間距離為50cm，則該粒子的比荷為_______，它可能是_______(填“電子”“正電子”“質(zhì)子”或“反質(zhì)子”).圖6-15三、計(jì)算題（共28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(zhì)量為m，長為L，通過的電流為I，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，結(jié)果ab靜止且緊壓于水平導(dǎo)軌上.若磁場方向與導(dǎo)軌平面成θ角，求：圖6-16(1)棒ab受到的摩擦力；(2)棒ab對導(dǎo)軌的壓力.18.（8分）如圖6-17所示，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場.正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷量為e），求：圖6-17（1）它們從磁場中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？（2）射出的時(shí)間差是多少？19.（12分）如圖6-18所示，質(zhì)量m＝1.0×10-4kg的小球放在絕緣的水平面上，小球帶電荷量q＝2.0×10-4C，小球與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，外加水平向右的勻強(qiáng)電場E=5V/m，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(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10m/s2)圖6-18參考答案1解析：選項(xiàng)的四個(gè)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(rèn)為，磁性物質(zhì)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(dāng)它處在外磁場中時(shí)，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(xiàng)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(fù)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(dāng)電流垂直于磁場時(shí)，電線所受的安培力最大，為Fmax＝BIL＝0.2N，因此導(dǎo)線可能受到的磁場力大小是0至0.2N之間的值.答案：AB5解析：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，目的是使線圈平面始終與磁感線平行.答案：C6答案：A7解析：因?yàn)棣?BSsinα，所以正確選項(xiàng)為B.答案：B8解析：這是直線電流在螺線管產(chǎn)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(fù)，電流方向?yàn)镸→N.c接正、d接負(fù)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(yùn)動，A正確.b接正極時(shí)，電流方向?yàn)镹→M，d接正極時(shí)線圈下端為N極，由此可判斷MN向外運(yùn)動，B正確.a接正極時(shí)，電流方向?yàn)镸→N，d接正極時(shí)，線圈下端為N極，可判斷MN向里運(yùn)動，C錯(cuò)誤.MN中與線圈中雖然通以交流電，但由于ab與cd是并聯(lián)在電源上，當(dāng)電流為M→N時(shí)，線圈中電流為c→d，而當(dāng)電流為N→M時(shí)，線圈中電流為d→c，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(yùn)動為知識背景，通過與力學(xué)知識的綜合，考查分析和推理能力以及對知識的綜合應(yīng)用能力.滑塊受到一斜向上的沖量后，沿斜面向上運(yùn)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(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑公式為：r=，帶電粒子到M點(diǎn)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(yùn)動軌跡圓的半徑也不改變，因此選項(xiàng)A正確.答案：A11解析：使用等效分析法，兩個(gè)環(huán)形電流相當(dāng)于兩個(gè)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(diǎn)開始自由滑下，在經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間的運(yùn)動的初速度變小了，初始洛倫茲力也變小了.但是在復(fù)合場中運(yùn)動時(shí)，偏離直線向下運(yùn)動，電場力做負(fù)功，重力做正功，速度增加，動能增加，洛倫茲力也增加，選項(xiàng)A、B、C是正確的.電場力與運(yùn)動電荷的速度無關(guān)，大小計(jì)算式為：F＝qE，所以電場力大小不變，選項(xiàng)D符合題意.答案：D13解析：因?yàn)閝vB＝m，所以當(dāng)速度相同時(shí)，r質(zhì)∶rα＝＝1∶2；當(dāng)動量相同時(shí)，r質(zhì)∶rα＝＝2∶1；當(dāng)動能相等時(shí)，qvB＝m，得r＝，又由Ek＝mv2，可得：r＝，r質(zhì)∶rα＝.答案：1∶22∶11∶114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?yàn)楸仨氂须妶隽εc重力平衡，所以必為負(fù)電；由左手定則得逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；再由關(guān)系式mg=qE和r=得v=.答案：負(fù)電逆時(shí)針16解析：以帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動為知識背景.由左手定則知該粒子帶負(fù)電v=m據(jù)r=得C/kg質(zhì)子的比荷，故該粒子為反質(zhì)子.答案：108C/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θ角，金屬桿還受豎直向下的重力mg、水平導(dǎo)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：F＝BILsinθ，F(xiàn)N+BILcosθ＝mg，所以棒ab對導(dǎo)軌的壓力F壓＝mg-BILcosθ.答案：(1)BILsinθ(2)mg-BILcosθ18解析：正負(fù)電子的半徑和周期是相同的，只是偏轉(zhuǎn)方向相反.先確定圓心，畫出半徑，由對稱性知：射入、射出點(diǎn)和圓心恰好組成正三角形.所以兩個(gè)射出點(diǎn)相距2r，由題圖還看出經(jīng)歷時(shí)間相差2T/3.答案：（1）射出點(diǎn)相距s=（2）時(shí)間差為