第三章磁場(chǎng)檢測(cè)（人教版選修3-1）

1、磁場(chǎng)過(guò)關(guān)檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分)1關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說(shuō)法中正確的是()A磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān)C在磁場(chǎng)中某點(diǎn)試探電流元不受磁場(chǎng)力作用時(shí)，該點(diǎn)B值大小為零答案D解析磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與試探電流元無(wú)關(guān)而磁感線可以描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱，疏密程度表示大小2關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的表述，以下正確的是()A帶電粒子在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同B正電荷只在電場(chǎng)力作用下，一定從高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)C帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力方向與粒子的速度方向垂直D

2、帶電粒子在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的洛倫茲力方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同答案C解析當(dāng)帶電粒子帶負(fù)電時(shí)，在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反，當(dāng)帶電粒子帶正電時(shí)，受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，故A錯(cuò)誤；由UAB知，若電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，電場(chǎng)力做負(fù)功，則正電荷將從低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力方向一定與速度的方向垂直故C正確，D錯(cuò)誤所以選C.3在雷雨天氣時(shí)，空中有許多陰雨云都帶有大量電荷，在一樓頂有一避雷針，其周圍擺放一圈小磁針，當(dāng)避雷針正上方的一塊陰雨云對(duì)避雷針?lè)烹姇r(shí)，發(fā)現(xiàn)避雷針周圍的小磁針的S極呈順時(shí)針排列(俯視)，則

3、該塊陰雨云可能帶()A正電荷 B負(fù)電荷C正、負(fù)電荷共存 D無(wú)法判斷答案B解析小磁針的S極順時(shí)針排列，說(shuō)明磁場(chǎng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，由安培定則可知，電流方向?yàn)樨Q直向上，即該陰雨云帶負(fù)電荷，故選項(xiàng)B正確4取兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖1(a)所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，測(cè)得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折后繞成如圖(b)所示的螺旋管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時(shí)，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()圖1A0 B0.5B CB D2B答案A解析用雙線繞成的螺絲管，雙線中的電流剛好相反，其在周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，所以螺線管內(nèi)中部磁感應(yīng)強(qiáng)度為零5

4、如圖所示，直導(dǎo)線通入垂直紙面向里的電流，在下列勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，能靜止在光滑斜面上的是()答案A6.如圖2所示，空間存在水平向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿，它與水平面的傾角為，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球套在直桿上，從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)<tan .則在下圖中小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度時(shí)間圖象可能是()圖2答案C解析帶電小球靜止時(shí)受到豎直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力FN和沿斜面向上的摩擦力Ff，小球下滑后，再受到一個(gè)垂直斜面向上的洛倫茲力F，沿斜面方向有：mgsin (mgcos F)ma，在垂直于斜面方向有：FNFmgcos

5、，由于球加速運(yùn)動(dòng)，據(jù)FqvB，F(xiàn)增大而支持力FN減小，據(jù)FfFN，摩擦力減小，導(dǎo)致加速度a增加；當(dāng)速度v增到某個(gè)值時(shí)，mgcos F0，有mgsin ma，此時(shí)加速度最大；此后，F(xiàn)mgcos ，支持力FN反向，且速度繼續(xù)增大，支持力FN增大，摩擦力Ff也隨著增大，最后出現(xiàn)mgsin Ff，之后小球勻速下滑；所以只有C選項(xiàng)正確7.如圖3所示，帶電粒子以初速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)b點(diǎn)，OaOb.若撤去磁場(chǎng)加一個(gè)與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子仍以速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，仍能通過(guò)b點(diǎn)，則電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值為()圖3Av0 B. C2v0 D.答案C解析設(shè)OaObd，因帶電

6、粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以圓周運(yùn)動(dòng)的半徑正好等于d即d，得B.如果換成勻強(qiáng)電場(chǎng)，帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，那么有d()2，得E，所以2v0.選項(xiàng)C正確二、多項(xiàng)選擇題(共5小題，每小題4分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)8我國(guó)第21次南極科考隊(duì)在南極觀看到了美麗的極光極光是由來(lái)自太陽(yáng)的高能帶電粒子流高速?zèng)_進(jìn)高空稀薄大氣層時(shí)，被地球磁場(chǎng)俘獲，從而改變?cè)羞\(yùn)動(dòng)方向，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)(如圖4所示)，這些高能粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光地磁

7、場(chǎng)的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能到達(dá)地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的，這主要與下列哪些因素有關(guān)()圖4A洛倫茲力對(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小B空氣阻力做負(fù)功，使其動(dòng)能減小C靠近南北兩極，磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)D以上說(shuō)法都不對(duì)答案BC解析洛倫茲力不做功，空氣阻力做負(fù)功由r得B，速率減小，B增大，所以半徑減小9如圖5所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連現(xiàn)分別加速氘核(21H)和氦核(42He)下列說(shuō)法中正確的是()圖5A它們的最大速度相同B它們的

8、最大動(dòng)能相同C它們?cè)贒形盒中運(yùn)動(dòng)的周期相同D僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能答案AC10如圖6所示，帶電平行板間勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向里，一帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)過(guò)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)使球從軌道上較低的b點(diǎn)開(kāi)始滑下，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入板間，在之后運(yùn)動(dòng)的一小段時(shí)間內(nèi)()圖6A小球的重力勢(shì)能可能會(huì)減小B小球的機(jī)械能可能不變C小球的電勢(shì)能一定會(huì)減少D小球動(dòng)能可能減小答案AC11.為了測(cè)量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7所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開(kāi)口，在垂直于上、下底

9、面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前、后兩個(gè)內(nèi)側(cè)固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說(shuō)法中正確的是()圖7A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高B前表面的電勢(shì)一定低于后表面的電勢(shì)，與哪種離子多少無(wú)關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與U成正比，與a、b無(wú)關(guān)答案BD解析由左手定則可知，正離子受洛倫茲力向后表面偏，負(fù)離子向前表面偏，前表面的電勢(shì)一定低于后表面的電勢(shì)，流量Qvbc，其中v為離子定向移動(dòng)的速度，當(dāng)前后表面電壓一定時(shí)，離子不再偏轉(zhuǎn)，所受洛倫茲力和電場(chǎng)力達(dá)到平衡

10、，即qvBq，得v，則流量Qbcc，故Q與U成正比，與a、b無(wú)關(guān)12.如圖8所示為圓柱形區(qū)域的橫截面，在該區(qū)域加沿圓柱軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)帶電粒子(不計(jì)重力)第一次以速度v1沿截面直徑入射，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)60°角；該帶電粒子第二次以速度v2從同一點(diǎn)沿同一方向入射，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)90°角則帶電粒子第一次和第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的()圖8A半徑之比為1 B速度之比為1C時(shí)間之比為23 D時(shí)間之比為32答案AC解析設(shè)磁場(chǎng)半徑為R，當(dāng)?shù)谝淮我运俣葀1沿截面直徑入射時(shí)，根據(jù)幾何知識(shí)可得：cos 30°，即r1R.當(dāng)?shù)诙我运俣葀2沿截面直徑入射

11、時(shí)，根據(jù)幾何知識(shí)可得：r2R，所以，A正確兩次情況下都是同一個(gè)帶電粒子在相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度下運(yùn)動(dòng)的，所以根據(jù)公式r，可得，B錯(cuò)誤因?yàn)橹芷赥，與速度無(wú)關(guān)，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間比為，C正確，D錯(cuò)誤故選A、C.三、計(jì)算題(本題共4小題，共52分)13.(10分)如圖9所示，在傾角為37°的光滑斜面上水平放置一條長(zhǎng)為0.2 m的直導(dǎo)線PQ，兩端以很軟的導(dǎo)線通入5 A的電流當(dāng)有一個(gè)豎直向上的B0.6 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，PQ恰好平衡，則導(dǎo)線PQ的重力為多少？(sin 37°0.6)圖9答案0.8 N解析對(duì)PQ畫(huà)出截面圖且受力分析如圖所示由平衡條件得F安mgtan 37°，又F安BIL代入

12、數(shù)據(jù)得Gmg N0.8 N14(12分)電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的電子束經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后，以速度v進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，如圖10所示磁場(chǎng)方向垂直于圓面磁場(chǎng)區(qū)的中心為O，半徑為r.當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束將通過(guò)O點(diǎn)打到屏幕的中心M點(diǎn)為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場(chǎng)，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少？(已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e)圖10答案tan解析如圖所示，作入射速度方向的垂線和出射速度方向的垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是電子束在圓形磁場(chǎng)內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，設(shè)其半徑為R，用m、e分別表示電子的質(zhì)量和電荷量，根據(jù)牛頓第二定律得evBm根據(jù)幾何關(guān)系得

13、tan聯(lián)立解得Btan15(15分)在空間存在一個(gè)變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)和另一個(gè)變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的方向水平向右(如圖11甲中由點(diǎn)B到點(diǎn)C)，場(chǎng)強(qiáng)變化規(guī)律如圖乙所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化規(guī)律如圖丙所示，方向垂直于紙面從t1 s開(kāi)始，在A點(diǎn)每隔2 s有一個(gè)相同的帶電粒子(重力不計(jì))沿AB方向(垂直于BC)以速度v0射出，恰好能擊中C點(diǎn)，若ABBCl，且粒子在點(diǎn)A、C間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1 s，求：圖11(1)磁場(chǎng)方向(簡(jiǎn)述判斷理由)(2)E0和B0的比值(3)t1 s射出的粒子和t3 s射出的粒子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t1和t2之比答案(1)垂直紙面向外(理由見(jiàn)解析)(2)2v0(3)2解析(1)由題圖可

14、知，電場(chǎng)與磁場(chǎng)是交替存在的，即同一時(shí)刻不可能同時(shí)既有電場(chǎng)，又有磁場(chǎng)據(jù)題意對(duì)于同一粒子，從點(diǎn)A到點(diǎn)C，它只受電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力中的一種，粒子能在電場(chǎng)力作用下從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C，說(shuō)明受向右的電場(chǎng)力，又因場(chǎng)強(qiáng)方向也向右，故粒子帶正電因?yàn)榱Ｗ幽茉诖艌?chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C，說(shuō)明它受到向右的磁場(chǎng)力，又因其帶正電，根據(jù)左手定則可判斷出磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外(2)粒子只在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)因?yàn)锳BBCl，則運(yùn)動(dòng)半徑Rl.由牛頓第二定律知：qv0B0，則B0粒子只在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它做類平拋運(yùn)動(dòng)，在點(diǎn)A到點(diǎn)B方向上，有l(wèi)v0t在點(diǎn)B到點(diǎn)C方向上，有a，lat2.解得E0，則2v0(3)t

15、1 s射出的粒子僅受到電場(chǎng)力作用，則粒子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t1.t3 s射出的粒子僅受到磁場(chǎng)力作用，則粒子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t2T，因?yàn)門(mén)，所以t2；故t1t22.16. (15分)如圖12所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于y軸一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開(kāi)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng),小球過(guò)M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：圖12(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；(2)小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大?。?3)A點(diǎn)到x軸的高度h.答案(1)豎直向上(2)cot (3)解析(1)小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰