20182019學年粵教版高中物理選修21 第二章 磁場與磁磁場偏轉 單元測試

2019-2019學年粵教版高中物理選修2-1 第二章 磁場與磁磁場偏轉 單元測試一、單選題1.如圖，當接通電源后，小磁針A按如圖所示方向運動，則（ ）A.小磁針B的N極向紙外轉B.小磁針B的N極向紙內(nèi)轉C.小磁針B不轉動D.因電流未標出，所以無法判斷小磁針B如何轉動2.用天平測量磁場對電流作用力的示意圖如圖所示，虛線區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，輕質(zhì)線框懸掛在天平左盤下面，線框的一部分置于磁場中，此時天平平衡現(xiàn)在線框中通以圖示方向的電流I，同時在右盤中加入一定量的砝碼，天平再次平衡則磁場方向（）A.水平向左B.豎直向下C.垂直紙面向里D.垂直紙面向外3.兩根鋼條相互靠近時，能自動吸引則（ ） A.兩鋼條均為磁鐵B.一根是磁鐵，另一根一定不是磁鐵C.兩根鋼條都不是磁鐵D.一根為磁鐵，另一根可能是磁鐵4.與電場強度相對應，我們把描述磁場強弱的物理量叫作磁感應強度，關于磁感應強度的概念及其定義式 ，下列說法中正確的是() A.在同一磁場中磁感線越密集的地方，磁感應強度越大B.磁場中某點B的方向，與垂直放在該點的試探電流元所受安培力方向相同C.磁場中某點B的大小，與垂直放在該點的試探電流元所受到的安培力大小成正比D.在磁場中的某點，試探電流元不受磁場力作用時，該點B的大小一定為零5.關于磁場中某點的磁感應強度，下列說法正確的是( ) A.由可知，B與F成正比，與IL的乘積成反比B.B的大小與IL的乘積無關，由磁場本身決定C.長通電螺線管周圍的磁場是勻強磁場D.B的方向與通電導線的受力方向相同6.如圖：一個小磁針位于圓心，且于與園在同一豎直平面內(nèi)，現(xiàn)使一個帶正電小球在豎直平面內(nèi)沿圓周高速旋轉，則（ ）A.小磁針的N極向內(nèi)轉B.小磁針的N極向外轉C.小磁針在紙面內(nèi)向左擺動D.小磁針在紙面內(nèi)向右擺動7.在地球赤道上空，地磁場的磁感線平行赤道平面由南向北，沿東西方向水平放置一根通以由西向東的直線電流，則此導線受到的安培力方向（） A.豎直向上B.豎直向下C.由南向北D.由西向東8.如圖所示為兩根互相平行的通電導線ab的橫截面圖，ab的電流方向已在圖中標出那么導線a中電流產(chǎn)生的磁場的磁感線環(huán)繞方向及導線b所受的磁場力的方向應分別是（）A.磁感線順時針方向，磁場力向左B.磁感線順時針方向，磁場力向右C.磁感線逆時針方向，磁場力向左D.磁感線逆時針方向，磁場力向右二、多選題9.如圖，兩根平行長直導線相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定電流，a、b、c是導線所在平面內(nèi)的三點，左側導線與它們的距離分別為 、l和3l關于這三點處的磁感應強度，下列判斷正確的是（ ）A.a處的磁感應強度大小比c處的大B.b、c兩處的磁感應強度大小相等C.a、c兩處的磁感應強度方向相同D.b處的磁感應強度為零10.如圖所示，M,N為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，兩板間電壓可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。靜止的帶電粒子帶電荷量為q，質(zhì)量為m（不計重力），從點P經(jīng)電場加速后，從小孔Q進入N板右側的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外，CD為磁場邊界上的一絕緣板，它與N板的夾角為30，孔Q到板的下端C的距離為L，當M,N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上，則下列說法正確的是( ) A.兩板間電壓的最大值 B.CD板上可能被粒子打中區(qū)域的長度 C.粒子在磁場中運動的最長時間 D.能打到N板上的粒子的最大動能為 11.如圖所示，直導線處于足夠大的勻強磁場中，與磁感線成=30角，導線中通過的電流為I為了增大導線所受的磁場力，采取了下列四種辦法，其中正確的是（ ）A.增大電流IB.增加直導線的長度C.使導線在紙面內(nèi)順時針轉30D.使導線在紙面內(nèi)逆時針轉60三、填空題12.光滑絕緣桿與水平面保持角，磁感應強度為B的勻強磁場充滿整個空間，一個帶正電q，質(zhì)量為m，可以自由滑動的小環(huán)套在桿上，如圖所示，小環(huán)下滑過程中對桿的壓力為零時，小環(huán)的速度為_。13.如圖所示，將兩根細鐵絲靠近條形磁鐵的S極，細鐵絲會被吸引到磁鐵的S極上 這是因為鐵絲_ 選填：“磁化”或“退磁” 后，上端相當于_ 選填“N極”“S極” ，與條形磁鐵的S極相吸引，下端相當于_ 選填“N極”“S極” 兩鐵絲的下端極性_ 選填“相同”“相反” ，由于_ 選填“同名”“異名” 磁極相互排斥，故兩鐵絲的上端距離較近，下端距離較遠14.如圖，兩根通電長直導線a、b平行放置，a、b中的電流強度分別為I和2I ， 此時a受到的磁場力為F ， 若以該磁場力的方向為正，則b受到的磁場力為_；a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長直導線c后，a受到的磁場力大小變?yōu)?F ， 則此時b受到的磁場力為_。四、解答題15.關于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律，同學們提出了很多問題和猜想，有關月球有無磁場，同學們提出了自己的猜想和檢驗猜想的實驗方案：取一小磁針用細線懸掛在月球表面附近，如果它靜止時指向某一方向，則可表明月球周圍存在磁場小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的北極，你認為這個實驗方案中有沒有需要改進或改正的地方，如有，請改進或改正。 五、綜合題16.如圖所示，在傾角為37的斜面上，固定著寬L=0.25m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和變阻器電源電動勢E=12V，內(nèi)電阻r=1.0一質(zhì)量m=20g的金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好，導軌與金屬棒的電阻不計，整個裝置處于磁感應強度B=0.80T、垂直于斜面向上的勻強磁場中若金屬導軌是光滑的，取g=10m/s2 ， 且已知sin37=0.60，cos37=0.80，要保持金屬棒靜止在導軌上求：（1）金屬棒ab所受的安培力； （2）回路中電流的大??； （3）滑動變阻器接入電路的阻值 17.如圖所示，y軸上A點距坐標原點的距離為L，坐標平面內(nèi)有邊界過A點和坐標原點O的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直坐標平面向里有一電子（質(zhì)量為m、電荷量為e）從A點以初速度v0沿著x軸正方向射入磁場區(qū)域，并從x軸上的B點射出磁場區(qū)域，此時速度方向與x軸正方向之間的夾角為60求：（1）磁場的磁感應強度大小； （2）電子在磁場中運動的時間 答案解析部分一、單選題1.【答案】A 【解析】【分析】同名極磁極間相互排斥，異名極磁極間相互吸引，根據(jù)小磁針A的運動方向可得，通電螺線管的左端為S極，根據(jù)右手螺旋定則可得電源的左端為正極，在小磁針B處產(chǎn)生的磁場方向垂直向外，所以小磁針B的N極向紙外轉，A正確?！军c評】此題由磁極間的作用判斷電磁鐵的磁極，再由安培定則判定電流方向，安培定則內(nèi)容為：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的方向是通電螺線管的N極。2.【答案】C 【解析】【解答】線框中未通電流時，天平處于平衡狀態(tài)，通上電流后，在右盤中加入一定量的砝碼，天平再次平衡，說明線框產(chǎn)生的安培力向下，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，故C正確故選：C【分析】天平是等臂杠桿，根據(jù)平衡關系判斷出線框產(chǎn)生的安培力方向，利用左手定則判斷出磁場的方向3.【答案】D 【解析】【分析】磁體除了異名磁極相互吸引外，若是一個磁體去靠近另一磁性材料，也可以相互吸引；故本題中有兩種可能：一是兩異名磁極相靠近；二是一個為磁體，另一個為磁性材料；D正確?！军c評】本題應掌握磁極間的相互作用，排斥的兩端磁極是同名的，吸引的兩端可能是異名磁極，也可能是磁體吸引磁性材料。4.【答案】A 【解析】【解答】磁感應強度的定義式為比值法定義，即磁感應強度大小與該點的試探電流元無關，磁感線越密，磁感應強度越大，A符合題意，C不符合題意；磁感應強度的方向，與垂直放在該點的試探電流元所受安培力方向垂直，B不符合題意；若試探電流元平行于磁場方向，該電流元受到的磁場力為零，所以若試探電流元不受磁場力作用，并不表示該點的磁感應強度大小為零，D不符合題意故答案為：A【分析】磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，磁感應強度數(shù)值上可用計算其大小，但磁場中某點磁場的強弱是由磁場本身性質(zhì)決定的，與該點的試探電流元無關；在描述磁場的分布時，可用磁感線的疏密表示磁感應強度的大小。5.【答案】B 【解析】【分析】磁場的磁感應強度取決于磁體本身，A錯誤，B正確；而長通電螺線管內(nèi)部的磁場才是勻強磁場，C錯誤，磁感應強度的方向與磁場的方向相同，故與通電導線受力的方向垂直。D錯誤；故選B【點評】磁感應強度的定義式是屬于比值定義法，且通電導線垂直放在磁場中。即B與F、I、L均沒有關系，它是由磁場的本身決定。6.【答案】B 【解析】【解答】解：帶正電小球在豎直平面內(nèi)沿圓周高速旋轉，相當于沿逆時針方向的電流，根據(jù)右手螺旋定則知內(nèi)部磁感線方向向外，故小磁針的N極向外轉故選：B【分析】根據(jù)右手螺旋定則知內(nèi)部磁感線方向，小磁針靜止時N極的指向即為磁感線的方向7.【答案】A 【解析】【解答】解：左手定則的內(nèi)容：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是安培力的方向磁場的方向從南向北，電流的方向由西向東，所以安培力的方向豎直向上故A正確，B、C、D錯誤故選：A【分析】本題考查用左手定則判斷安培力的方向。解題時首先要明確地磁場的分布情況，然后根據(jù)左手定則判斷安培力方向。8.【答案】B 【解析】【解答】根據(jù)安培定則，伸開右手，大拇指與電流方向相同，四指彎曲方向為磁場的方向，知導線a中電流產(chǎn)生的磁場為順時針方向在導線b處，磁場方向豎直向下，根據(jù)左手定則，安培力方向水平向右故B正確，A、C、D錯誤故選B【分析】由安培定則判斷磁場的方向再用左手定則判斷安培力的方向二、多選題9.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、B、C、根據(jù)安培定則判斷知：左側導線在a點產(chǎn)生的磁場方向向里，在c點產(chǎn)生的磁場方向向外，右側導線在a點產(chǎn)生的磁場方向向里，在b點產(chǎn)生的磁場方向向里，根據(jù)磁感線的疏密表示磁場的強弱，可知離直導線越遠，磁場越弱，可知：a處磁感線比c處密，則a處的磁感應強度大小比c處的大由磁場的疊加可知：a、c兩處的磁感應強度方向相反故A正確，BC錯誤；D、由于左右側導線在b處產(chǎn)生的磁感應強度方向相反，大小相等，所以b處的磁感應強度為零，故D正確故選：AD【分析】根據(jù)安培定則判斷兩根直導線在三個點產(chǎn)生的磁場方向，由磁場的疊加原理分析即可10.【答案】A,C,D 【解析】【解答】據(jù)題，M、N兩板間電壓取最大值時，粒子恰垂直打在CD板上，所以其軌跡圓心在C點，CH=QC=L，故軌跡半徑R1=L又由牛頓第二定律得 粒子在MN間加速時，有 所以聯(lián)立得 ，選項A正確；打在QC間的粒子在磁場中運動的時間最長，均為半周期粒子運動的周期為 所以最長時間 ，選項C正確；設軌跡與CD板相切于K點，半徑為R2 ， 在AKC中： 可得 ,即KC長等于 , 所以CD板上可能被粒子打中的區(qū)域即為HK的長度， ，選項B錯誤；能達到N板上的粒子最大半徑為R2 ， 根據(jù) ，最大動能為： ，選項D正確；故選ACD【分析】帶電粒子在勻強磁場中的運動；本題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動，畫出粒子的運動軌跡后，由幾何關系求軌跡半徑和圓心角是關鍵，要掌握住半徑公式、周期公式；當注意當粒子的運動的軌跡恰好與CD板相切時，這是粒子能達到的最下邊的邊緣，對應的到達N板上的粒子的動能最大。11.【答案】A,B,D 【解析】【解答】解：A、由公式F=BIL，當增大電流時，可增大通電導線所受的磁場力故A正確；B、由公式F=BIL，當增加直導線的長度時，可增大通電導線所受的磁場力故B正確；C、當使導線在紙面內(nèi)順時針轉30時，導線有效切割長度縮短，則所受磁場力變小，故C錯誤；D、當使導線在紙面內(nèi)逆時針轉60時，導線有效切割長度伸長，則所受磁場力變大，故D正確；故選：ABD【分析】根據(jù)左手定則的內(nèi)容，判定安培力的方向左手定則的內(nèi)容是：伸開左手，讓大拇指與四指方向垂直，并且在同一平面內(nèi)，磁感線穿過掌心，四指方向與電流的方向相同，大拇指所指的方向為安培力的方向而安培力的大小F=BIL，且B與I垂直； 若不垂直時，則將B沿導線方向與垂直方向進行分解三、填空題12.【答案】【解析】【解答】以帶電小環(huán)為研究對象，受力如圖。fmgcos，fqvB解得v 【分析】在垂直于桿方向合力為零，洛倫茲力與重力垂直于桿方向分力等大反向即可。13.【答案】磁化；N極；S極；相同；同名 【解析】【解答】鐵絲被磁體吸引后，本身也具有了磁性，該過程是磁化的過程；根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。則可知上端N極，下端為S極；兩鐵絲下端極性相同，所以相互排斥而張開，而由于上端兩鐵絲均受磁鐵的作用，所以形成上端距離較近，下端距離較遠的現(xiàn)象【分析】鐵絲靠近磁體后會被磁化，并且兩磁極間的相互作用規(guī)律是同極相斥、異極相吸。14.【答案】-F；-3F或5F 【解析】【解答】由牛頓第三定律，b受到a對它的磁場力為-F；a、b的正中間再放置一根與a、b平行共面的通電長直導線c后，c在a、b 兩導線處的磁感應強度大小相等，方向相反，c導線對b導線的作用力是它對a導線的作用力的兩倍，方向相反，a受到的磁場力大小變?yōu)?F ， 那么c導線對a導線的作用力可能是F也可能是-3F ， c導線對b導線的作用力可能是-2F也可能是6F ， 故此時b受到的磁場力為-3F或5F?！痉治觥勘绢}考查安培力的理解和應用。四、解答題15.【答案】有需改進或改正的地方，具體改進措施：應做多次實驗，觀察小磁針N極是否總是指向某一個方向 小磁針靜止時，它的N極指向就是“月磁”的南極。 【解析】【解答】由于物理實驗必須要具有普適性，所以應該應做多