高中物理 第三章 磁場章末綜合檢測 新人教版選修31

1、第三章 磁場章末綜合檢測一、單項選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1關(guān)于磁通量，正確的說法有()a磁通量不僅有大小而且有方向，是矢量b在勻強磁場中，a線圈面積比b線圈面積大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的大c磁通量大，磁感應(yīng)強度不一定大d把某線圈放在磁場中的m、n兩點，若放在m處的磁通量比在n處的大，則m處的磁感應(yīng)強度一定比n處大解析：磁通量是標(biāo)量，大小與b、s及放置角度均有關(guān)，只有c項說法完全正確答案：c2如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在條形磁體n極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中的

2、位置經(jīng)過位置到位置，且位置和都很靠近位置.在這個過程中，線圈中的磁通量()a是增加的b是減少的c先增加，后減少d先減少，后增加解析：要知道線圈在下落過程中磁通量的變化情況，就必須知道條形磁體的磁極附近磁感線的分布情況線圈位于位置時，磁通量為零，故線圈中磁通量是先減少，后增加的答案：d3.如圖所示，一根有質(zhì)量的金屬棒mn，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸于a、b兩點，棒的中部處于方向垂直于紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從m流向n，此時懸線上有拉力為了使拉力等于零，可以()a適當(dāng)減小磁感應(yīng)強度 b使磁場反向c適當(dāng)增大電流 d使電流反向解析：首先對mn進行受力分析，受豎直向下的重力g，受兩根軟導(dǎo)線的

3、豎直向上的拉力和豎直向上的安培力處于平衡時有2fbilmg，重力mg恒定不變，欲使拉力f減小到0，應(yīng)增大安培力bil，所以可增大磁場的磁感應(yīng)強度b或增加通過金屬棒中的電流i，或二者同時增大答案：c4如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，電場和磁場相互垂直在電磁場區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球o點為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點，a點為最高點，c點為最低點，ob沿水平方向已知小球所受電場力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放下列判斷正確的是() a當(dāng)小球運動的弧長為圓周長的時，洛倫茲力最大b當(dāng)小球運動的弧長為圓周長的時，洛

4、倫茲力最大c小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能增大d小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小解析：將電場力與重力合成，合力方向斜向左下方與豎直方向成45°角，把電場與重力場看成一個等效場，其等效最低點在點b、c之間，小球從b點運動到c點，動能先增大后減小，且在等效最低點的速度和洛倫茲力最大，則a、b兩項錯，d項正確；小球從a點到b點，電勢能減小，則c項錯答案：d5如圖所示，在邊長為2a的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計)從ab邊的中點o以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與ab邊的夾角為6

5、0°.若要使粒子能從ac邊穿出磁場，則勻強磁場的大小b需滿足()ab bbcb db解析：粒子剛好達(dá)到c點時，其運動軌跡與ac相切，則粒子運動的半徑為r0a.由r得，粒子要能從ac邊射出，粒子運動的半徑rr0，解得b，選項b正確答案：b6.如圖所示，一個靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計重力)，經(jīng)電壓u加速后垂直進入磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中，粒子打至p點，設(shè)opx，能夠正確反應(yīng)x與u之間的函數(shù)關(guān)系的是() 解析：帶電粒子在電場中做加速運動，由動能定理有qumv2，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動有，整理得x2u，故b正確答案：b二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分

6、，每小題有多個選項符合題意，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))7(2017·高考全國卷)如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線l1、l2和l3兩兩等距，均通有電流i，l1中電流方向與l2中的相同，與l3中的相反下列說法正確的是()al1所受磁場作用力的方向與l2、l3所在平面垂直bl3所受磁場作用力的方向與l1、l2所在平面垂直cl1、l2和l3單位長度所受的磁場作用力大小之比為11dl1、l2和l3單位長度所受的磁場作用力大小之比為1解析：同向電流相互吸引，反向電流相互排斥對l1受力分析，如圖所示，可知l1所受磁場力的方向與l2、l3所在的平面平行，故a錯誤；對l3受力分析，如圖所示，

7、可知l3所受磁場力的方向與l1、l2所在的平面垂直，故b正確；設(shè)三根導(dǎo)線間兩兩之間的相互作用力為f，則l1、l2受到的磁場力的合力等于f，l3受的磁場力的合力為f，即l1、l2、l3單位長度受到的磁場力之比為11，故c正確，d錯誤答案：bc8一個不計重力的帶電粒子以初速度v0垂直于電場方向向右射入勻強電場區(qū)域，穿出電場后接著又進入勻強磁場區(qū)域設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場方向平行，如下列圖中的虛線所示在選項圖所示的幾種情況下，可能出現(xiàn)的是()解析：a、c選項中粒子在電場中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，在進入磁場后，a圖中粒子應(yīng)逆時針轉(zhuǎn)，c圖中粒子應(yīng)順時針轉(zhuǎn)，a正確，c錯誤同理可以判

8、斷，b錯誤，d正確答案：ad9電子以垂直于勻強磁場的速度v，從a點進入長為d、寬為l的磁場區(qū)域，偏轉(zhuǎn)后從b點離開磁場，如圖所示，若磁場的磁感應(yīng)強度為b，那么()a電子在磁場中的運動時間tb電子在磁場中的運動時間tc洛倫茲力對電子做的功是wbev2td電子在b點的速度值也為v解析：由于電子做的是勻速圓周運動，故運動時間t，a錯誤，b項正確；由洛倫茲力不做功可得c錯誤，d正確答案：bd10為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強度大小為b的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面分別固

9、定有金屬板作為電極污水充滿管口中從左向右流經(jīng)該裝置時，接在m、n兩端間的電壓表將顯示兩極間的電壓u.若用q表示污水流量(單位時間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是()an端的電勢比m端的高b若污水中正負(fù)離子數(shù)相同，則前后表面的電勢差為零c電壓表的示數(shù)u跟a和b都成正比，跟c無關(guān)d電壓表的示數(shù)u跟污水的流量q成正比解析：由左手定則可知，不管污水帶何種電荷，都有nm，選項a正確，選項b錯誤當(dāng)電荷受力平衡時有qvbq，v，流量qsv，選項c錯誤，選項d正確答案：ad三、非選擇題(本題共3小題，共46分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11.(15分)如圖所示

10、，兩根平行金屬導(dǎo)軌m、n，電阻不計，相距0.2 m，上邊沿導(dǎo)軌垂直方向放一個質(zhì)量為m 5 ×102kg的金屬棒ab，ab的電阻為0.5 .兩金屬導(dǎo)軌一端通過電阻r和電源相連，電阻r2 ，電源電動勢e6 v，電源內(nèi)阻r0.5 .如果在裝置所在的區(qū)域加一個勻強磁場，使ab對導(dǎo)軌的壓力恰好是零，并使ab處于靜止?fàn)顟B(tài)，(導(dǎo)軌光滑，g取10 m/s2)求所加磁場磁感應(yīng)強度的大小和方向解析：因ab對導(dǎo)軌壓力恰好是零且處于靜止?fàn)顟B(tài)，ab所受安培力方向一定豎直向上且大小等于重力，由左手定則可以判定b的方向應(yīng)為水平向右ab中的電流i a2 a，filbmg，b t1.25 t.答案：1.25 t水平向

11、右12.(15分)(2017·高考全國卷)如圖，空間存在方向垂直于紙面(xoy平面)向里的磁場在x0區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小為b0；x0區(qū)域，磁感應(yīng)強度的大小為b0(常數(shù)1)一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的帶電粒子以速度v0從坐標(biāo)原點o沿x軸正向射入磁場，此時開始計時，當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時，求：(不計重力)(1)粒子運動的時間；(2)粒子與o點間的距離解析：(1)粒子的運動軌跡如圖所示帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，設(shè)在x0區(qū)域，圓周半徑為r1；設(shè)在x0區(qū)域，圓周半徑為r2.由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得qv0b0qv0(b0)粒子速度方向轉(zhuǎn)過18

12、0°時，所用時間t1為t1粒子再轉(zhuǎn)過180°時，所用時間t2為t2聯(lián)立式得，所求時間t0t1t2(2)由幾何關(guān)系及式得，所求距離為d2(r1r2)答案：(1)(2)13(16分)如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m2.0×1011kg、 電荷量為q 1.0×105c，從靜止開始經(jīng)電壓為u1100 v的電場加速后，從兩平行金屬板的中間水平進入偏轉(zhuǎn)電場中，微粒從金屬板邊緣射出電場時的偏轉(zhuǎn)角30°，并接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為d34.6 cm的勻強磁場區(qū)域微粒重力忽略不計求：(1)帶電微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v1；(2)偏轉(zhuǎn)電場中兩金屬板間的電壓u

13、2；(3)為使帶電微粒不會由磁場右邊射出，該勻強磁場的磁感應(yīng)強度b至少多大？解析：(1)帶電微粒經(jīng)加速電場加速后速率為v1，根據(jù)動能定理有u1qmv，v1 1.0×104 m/s.(2)帶電微粒在偏轉(zhuǎn)電場中只受電場力作用，設(shè)微粒進入磁場時的速度為v，則v，解得vv1.由動能定理有m(v2v)q，解得u266.7 v.(3)帶電微粒進入磁場做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，設(shè)微粒恰好不從磁場右邊射出時，做勻速圓周運動的軌道半徑為r，由幾何關(guān)系知rd，由牛頓運動定律及運動學(xué)規(guī)律qvb，得b0.1 t.若帶電粒子不射出磁場，磁感應(yīng)強度b至少為0.1 t.答案：(1)1.0×104 m/s(2)6