(教師用書)高中物理 第3章 打開電磁學的大門綜合檢測 魯科版選修1-1

第3章打開電磁學的大門

(分值：100分時間：60分鐘)

一、選擇題(本題共8個小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的四個選項中，有

的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確．全部選對的得6分，選不全的得3

分，有選錯或不答的得0分．)

1．發(fā)電機和電動機的發(fā)明使人類步入電氣化時代．其中電動機依據(jù)的物理原理是()

A．磁場對電流的作用B．磁鐵間的相互作用

C．慣性定律D．萬有引力定律

【解析】電動機依據(jù)的物理原理是磁場對電流的作用．

【答案】A

2．關于洛倫茲力的特點下列說法正確的是()

A．洛倫茲力既垂直磁場方向又垂直電荷運動方向

B．洛倫茲力是運動電荷在磁場中受到的力，靜止的電荷不會受到洛倫茲力

C．當電荷運動方向和磁場方向相同或相反的時候，電荷不受洛倫茲力

D．只要電荷放在磁場中，就一定受到洛倫茲力

【解析】靜止的電荷在磁場中不受洛倫茲力，當電荷運動方向與磁場方向平行時，也

不受洛倫茲力，故只有D錯誤．

【答案】ABC

3．來自宇宙的質子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質子

在進入地球周圍的空間時，將()

A．豎直向下沿直線射向地面

B．相對于預定地點，稍向東偏轉

C．相對于預定地點，稍向西偏轉

D．相對于預定地點，稍向北偏轉

【解析】地球表面地磁場方向由南向北，質子是氫原子核，帶正電．根據(jù)左手定則可

判定，質子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向東．

【答案】B

4．如圖1所示，在垂直紙面向里的勻強磁場中，有a、b兩個電子從同一處沿垂直磁感

線方向開始運動，a的初速度為v，b的初速度為2v，則()

圖1

A．a(chǎn)先回到出發(fā)點

B．b先回到出發(fā)點

C．a(chǎn)、b同時回到出發(fā)點

D．不能確定

2πm

T

【解析】由＝eB可知電子運動周期與速度無關，故C正確．

【答案】C

5．關于回旋加速器，下列說法正確的是()

A．回旋加速器是利用磁場對運動電荷的作用使帶電粒子的速度增大的

B．回旋加速器使粒子獲得的最大動能與加速電壓成正比

C．回旋加速器是通過多次電場加速使帶電粒子獲得高能量的

D．帶電粒子在回旋加速器中不斷被加速，因而它做圓周運動一周所用的時間越來越短

【解析】回旋加速器是利用電場加速，磁場偏轉的，粒子在磁場中運動的時間與運動

mvBqR1B2q2R2

速度的大小無關，由R＝m得v＝所以E＝mv2＝，即粒子獲得的最大動能與加

Bqmmkm2m2m

速電壓無關，故只有C正確．

【答案】C

6．如圖2所示，水平桌面上放一根條形磁鐵，磁鐵正中央上方吊著跟磁鐵垂直的導線，

當導線中通入指向紙內(nèi)的電流時()

圖2

A．懸線上的拉力將變大

B．懸線上的拉力將不變

C．磁鐵對水平桌面的壓力將變大

D．磁鐵對水平桌面的壓力將不變

【解析】如圖所示，畫出一條通過導線所在處的磁感線，磁場方向水平向左，由左手

定則知，導線受安培力方向豎直向上，所以懸線的拉力將變小，A、B均錯；根據(jù)牛頓第三

定律可知，通電導線對磁鐵的作用力方向豎直向下，所以磁鐵對桌面壓力增大，C對D錯．

【答案】C

7．如圖3所示，一根有質量的金屬棒MN，兩端用細軟導線連接后懸掛于a、b兩點．棒

的中部處于方向垂直紙面向里的勻強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時是線上

有拉力．為了使拉力等于零，可以()

圖3

A．適當減小磁感應強度

B．使磁場反向

C．適當增大電流強度

D．使電流反向

【解析】由左手定則可知棒MN所受安培力方向豎直向上，此時線上有拉力說明安培

力大小小于棒的重力，要使拉力等于零，必須保持安培力的方向不變，增大安培力的大小，

所以只有C可能．

【答案】C

8．一長方形金屬塊放在勻強磁場中，將金屬塊通以電流，磁場方向和電流方向如圖4

所示，則在金屬塊兩表面M、N上()

圖4

A．M集聚了電子B．M集聚了正電荷

C．N集聚了電子D．N集聚了正電荷

【解析】在金屬中自由電子的定向移動形成電流，所以圖中的電流可以看成是相反方

向運動的電子流，由左手定則可知電子受洛倫茲力向上，所以M面上聚集了電子．

【答案】AD

二、非選擇題(本題共4個小題，共52分，解答應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得分．有數(shù)值計算的題，答案中應明確寫出數(shù)值和單位．)

9．(10分)通電直導線A與圓形通電導線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖5所

示的電流時，通電直導線A受到水平向________的安培力作用．當A、B中電流大小保持不

變，但同時改變方向時，通電直導線A所受到的安培力方向水平向________．

圖5

【解析】由圖可知，直導線A位于導線環(huán)B產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，根據(jù)左手定則，

可判斷導線A受到的安培力方向向右．當A、B中的電流方向改變時，A導線處于導線B產(chǎn)

生的垂直向外的磁場中，同時導線A的電流方向改變，依據(jù)左手定則可以判定，A受安培力

仍水平向右．

【答案】右右

10．(10分)如圖6所示，勻強磁場的磁感應強度B＝0.5T，方向垂直紙面向外，在紙

面內(nèi)放置長L＝0.5m的直導線ab，當通以I＝2A的電流(b→a)時，導線受到的安培力大

小為__________，方向為________．

圖6

【解析】由安培力F＝BIL得：F＝0.5×2×0.5N＝0.5N；再由左手定則可確定方向

是垂直導線ab、磁場方向向右．

【答案】0.5N垂直導線和磁場方向向右

11．(16分)一初速度為v的帶電粒子，垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，已知

帶電粒子的質量是m，電量是q，求帶電粒子所受的洛倫茲力和軌道半徑的大?。?/p>

【解析】因為B與v垂直，所以帶電粒子所受的洛倫茲力F＝qvB

v2

qvBm

由洛倫茲力提供向心力，則＝r

mv

所以r＝.

qB

【答案】見解析

12．(16分)電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖7所示.1982年澳大利亞國立

大學制成了能把2.2g的彈體(包括金屬桿EF的質量)加速到10km/s的電磁炮(常規(guī)炮彈的

速度約為2km/s)，若軌道寬2m，長為100m，通過的電流為10A，試問軌道間所加勻強

磁場的磁感應強度是多大？(軌道摩擦不計)

圖7

【解析】由于彈體做勻加速直線運動，由運動學公式v2＝2as

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