粵教物理選修31第三章磁場(chǎng)教案

1、第三章 磁場(chǎng) 單元測(cè)試（粵教版選修3-1） (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)圖11如圖1所示，一圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(chǎng)，初速度為v1，從D點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)的速率為v2，則下列說法中正確的是(粒子重力不計(jì))()Av2v1，v2的方向必過圓心Bv2v1，v2的方向必過圓心Cv2v1，v2的方向可能不過圓心Dv2v1，v2的方向可能不過圓心2發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)的科學(xué)家是()A洛倫茲 B庫(kù)侖C法拉第 D奧斯特圖23如圖2所示，帶負(fù)電的金屬環(huán)繞其軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，放在環(huán)頂部的小磁針最后將()

2、AN極豎直向上BN極豎直向下CN極水平向左D小磁針在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)圖34如圖3，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用FN表示磁鐵對(duì)桌面的壓力，用f表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力，則導(dǎo)線通電后與通電前相比較()AFN減小，f0 BFN減小，f0CFN增大，f0 DFN增大，f0圖45每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來如圖4所示，地磁場(chǎng)可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生命有十分重要的意義假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場(chǎng)的作用下，它將()A向東偏轉(zhuǎn) B向南偏轉(zhuǎn)C向西偏轉(zhuǎn) D

3、向北偏轉(zhuǎn)圖56一個(gè)帶電粒子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子的一段徑跡如圖5所示，徑跡上的每一小段可近似看成圓弧由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小(帶電荷量不變)從圖中可以確定()A粒子從a到b，帶正電B粒子從b到a，帶正電C粒子從a到b，帶負(fù)電D粒子從b到a，帶負(fù)電7“月球勘探者號(hào)”空間探測(cè)器運(yùn)用高科技手段對(duì)月球近距離勘探，在月球重力分布、磁場(chǎng)分布及元素測(cè)定方面取得了新成果月球上的磁場(chǎng)極其微弱，通過探測(cè)器拍攝電子在月球磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，可分析月球磁場(chǎng)的強(qiáng)弱分布情況，圖6是探測(cè)器通過月球表面a、b、c、d四個(gè)位置時(shí)，拍攝到的電子運(yùn)動(dòng)軌跡照片設(shè)電子速率相同，且與磁場(chǎng)方向垂直，則

4、可知四個(gè)位置的磁場(chǎng)從強(qiáng)到弱的排列正確的是()圖6ABbBaBdBc BBdBcBbBaCBcBdBaBb DBaBbBcBd二、雙項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分)8下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述中正確的是()A磁感線可以形象地描述各點(diǎn)磁場(chǎng)的方向B磁感線不是磁場(chǎng)中客觀存在的線C磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止D實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布就是磁感線圖79在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流的方向垂直于紙面向里如圖7所示，a、b、c、d是以直導(dǎo)線為圓心的同一圓周上的四點(diǎn)，在這四點(diǎn)中()Ab、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等Ba、b兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相

5、等Cc點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最小Db點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的值最大10.圖8圖8所示為帶電粒子(不計(jì)重力)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡中央是一塊金屬薄板，粒子穿過金屬板時(shí)有動(dòng)能損失則()A粒子帶負(fù)電B粒子的運(yùn)動(dòng)路徑是abcdeC粒子的運(yùn)動(dòng)路徑是edcbaD粒子在下半周的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比上半周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)題號(hào)12345678910答案三、填空題(本題共3小題，共12分)圖911(2分)將長(zhǎng)為1 m的導(dǎo)線ac從中點(diǎn)b折成如圖9所示的形狀，放入B0.08 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，abc平面與磁場(chǎng)垂直若在導(dǎo)線abc中通入25 A的直流電，則整個(gè)導(dǎo)線所受安培力大小為_ N.圖1012(4分)如圖10所示，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正

6、電的小球停在絕緣平面上，并且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中為了使小球飄離平面，勻強(qiáng)磁場(chǎng)在紙面內(nèi)移動(dòng)的最小速度為_，方向?yàn)開13.圖11(6分)如圖11所示，在x軸的上方(y0)存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在原點(diǎn)O有一個(gè)離子源向x軸上方的各個(gè)方向發(fā)射出質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子，速率都為v.對(duì)那些在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的離子，在磁場(chǎng)中可能到達(dá)的最大值為x_，y_.四、計(jì)算題(本題共4小題，共42分)圖1214(8分)如圖12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)加一個(gè)豎直向上的B0.

7、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1315(10分)如圖13所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，從兩平行電極板正中央垂直電場(chǎng)線和磁感線以速度v飛入已知兩極間距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，這時(shí)粒子恰能沿直線穿過電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域今將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大到某值，則粒子將落到極板上已知粒子重力不計(jì)，則粒子落到極板上時(shí)的動(dòng)能為多少？ 16(12分)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始，經(jīng)M、N板間的電場(chǎng)加速后，從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，該粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L(zhǎng)，如圖14所示已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力

8、不計(jì)圖14(1)正確畫出粒子由靜止開始至離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的軌跡圖(用直尺和圓規(guī)規(guī)范作圖)；(2)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.圖1517(12分)如圖15所示，直線MN上方為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以v的速度從點(diǎn)O與MN成30°角的方向射入磁場(chǎng)中，求：(1)電子從磁場(chǎng)中射出時(shí)距O點(diǎn)多遠(yuǎn)；(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少參考答案1B由于洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功，故v2v1，由幾何關(guān)系可知v2的方向必過圓心，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤2D洛倫茲研究了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)庫(kù)侖定律，法拉第發(fā)現(xiàn)法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律，奧斯特通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電流的周圍存在磁場(chǎng)

9、，提出電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)的理論，故D正確3C帶電金屬環(huán)形成逆時(shí)針電流(從右向左看)，據(jù)安培定則可以確定，通過金屬環(huán)軸OO處的磁場(chǎng)方向水平向右，小磁針處的磁場(chǎng)方向水平向左，故小磁針N極最后水平指向左方，C項(xiàng)正確4C由于磁鐵在導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向水平向左，由左手定則知，磁鐵對(duì)通電導(dǎo)線的作用力豎直向上，由牛頓第三定律可知，通電導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力豎直向下，使磁鐵與桌面間的壓力變大；由于通電導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力豎直向下，因此磁鐵沒有水平運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，故C正確5A赤道附近的地磁場(chǎng)方向水平向北，一個(gè)帶正電的射線粒子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，據(jù)左手定則可以確定，它受到水平向東的洛倫茲力，故它向東偏轉(zhuǎn)，A正確6B7D電子在

10、磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由題圖可知在a、b、c、d四圖中電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑大小關(guān)系為RdRcRbRa，由半徑公式R可知，半徑越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小，所以BaBbBcBd，D正確8AB磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而引入的假想線，它可以描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，A、B對(duì)磁鐵的外部，磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極，內(nèi)外部磁感線為閉合曲線，C錯(cuò)實(shí)驗(yàn)中觀察到的鐵屑的分布只是模擬磁感線的形狀，不是磁感線，磁感線是看不到的，D錯(cuò)9AC通電直導(dǎo)線在c點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與B0的方向相反，b、d兩點(diǎn)的電流磁場(chǎng)與B0垂直，a點(diǎn)電流磁場(chǎng)與B0同向，由磁場(chǎng)的疊加知c點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度最小10AC粒子穿過金屬板時(shí)動(dòng)能有損失，速度

11、變小由r知，粒子在穿過金屬板以后運(yùn)動(dòng)半徑變小，由此可判定粒子的運(yùn)動(dòng)路徑是edcba.由粒子的運(yùn)動(dòng)路徑，且洛倫茲力方向沿半徑指向圓心，運(yùn)用左手定則可判知粒子帶負(fù)電粒子在同一磁場(chǎng)中上、下兩個(gè)半周運(yùn)動(dòng)速度大小雖然不同，但周期相同，在上、下兩個(gè)半周運(yùn)動(dòng)時(shí)間各為半個(gè)周期，時(shí)間相等11. 解析折線abc受力等效于a和c連線受力，由幾何知識(shí)可知ac m，F(xiàn)ILBsin 25×0.08××sin 90° N N.12.水平向左解析由左手定則可以判斷出，當(dāng)小球相對(duì)于磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶正電的小球所受的洛倫茲力方向向上，當(dāng)其與重力平衡時(shí)，小球即將飄離平面設(shè)此時(shí)速度為v，則由力

12、的平衡可知mgqvB，所以最小速度v.小球相對(duì)于磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)，而小球靜止，則磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng)13.解析正離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其偏轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，射到y(tǒng)軸上最遠(yuǎn)的離子是沿x軸負(fù)方向射出的離子而射到x軸上最遠(yuǎn)的離子是沿y軸正方向射出的離子這兩束離子可能到達(dá)的最大x、y值恰好是圓周的直徑，如圖所示140.8 N解析對(duì)通電導(dǎo)線受力分析如圖所示由平衡條件得：F安mgtan 37°，又F安BIL，代入數(shù)據(jù)得：Gmg N0.8 N.15.mv2qvBd解析帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qqvB，qUqvBd.磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則磁場(chǎng)力增大，粒子向磁場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)當(dāng)粒子到達(dá)極板時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，則qEkmv2.得Ekmv2qUmv2qvBd16(1)軌跡圖見解析(2) 解析(1)作粒子經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的軌跡圖，如圖所