优化方案高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用章末检测（含解析）鲁科版选修31.doc

第6章 磁场对电流和运动电荷的作用(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法中正确的是()a安培力大小只跟磁场的强弱和电流的强度有关b安培力的方向与磁场方向垂直，不一定与电流方向垂直c若导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度必定为零d若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大，此时导线必与磁场方向垂直解析：选d.由安培力公式fbilsin 及左手定则分析可知a、b、c错误，d正确2.如图所示，abcd四边形闭合线框，a、d、c三点分别在三个正交坐标轴上，坐标值均等于l，整个空间处于平行于y方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流i，方向如图所示关于四边形的四条边所受到的安培力的大小，下列叙述中正确的是()aab边与bc边受到的安培力大小相等bcd边受到的安培力最大ccd边与ad边受到的安培力大小相等dad边不受安培力作用解析：选b.bc边不受安培力，ad边的有效长度为l，故ab边和ad边受安培力大小相等cd边长度为l，受安培力最大，b选项正确3(淮安高二检测)洛伦兹力使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度v，洛伦兹力f及磁场b的方向，圆表示粒子的轨迹，其中可能出现的情况是()解析：选a.带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故洛伦兹力指向圆心，c、d错误由左手定则判定a正确，b错误故选a.4.如图所示，通电圆线圈套在条形磁铁右端，磁场对通电线圈作用的结果是()a圆面有被拉大的倾向b圆面有被压小的倾向c线圈将向上平移d线圈将向右平移解析：选b.线圈处在如图所示的磁场中，线圈中电流的截面图上方向外，下方向里，由左手定则知受力如图所示，则在安培力的作用下，线圈有被压小的趋势，f的水平分量将使线圈向左平移故选b.5.在半径为r的圆形空间内有一匀强磁场，一带电粒子以速度v从a沿半径方向入射，并从c点射出，如图所示(o为圆心)已知aoc120.若在磁场中，粒子只受洛伦兹力作用，则粒子在磁场中运行的时间()a.b.c. d.解析：选d.如图，首先找出粒子做圆周运动的圆心o，对应的圆心角为60，设该粒子做圆周运动的周期为t，半径为r，则：rrcot 30r，则tt，故选d.二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)6两个粒子带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则()a若速率相等，则半径必相等b若质量相等，则周期必相等c若速度和质量的乘积大小相等，则半径必相等d若动能相等，则周期必相等解析：选bc.已知两粒子q相同、b相同，则由半径公式r可知a错误、c正确；由周期公式t可知b正确；因为动能相等，质量未必相等，d错误故选bc.7.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示离子源s产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片p上，设离子在p上的位置到入口处s1的距离为x，可以判断()a若离子束是同位素，x越大，离子质量越大b若离子束是同位素，x越大，离子质量越小c只要x相同，则离子质量一定相同d只要x相同，则离子的荷质比一定相同解析：选ad.离子在电场中加速，有qumv2，在匀强磁场中偏转，有x2r，联立两式，解得x，可判断a、d正确b、c错误故选ad.8.如图所示，x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场有两个质量相同、电荷量也相同的分别带正、负电的离子(不计重力)以相同速度从o点射入磁场中，射入方向与x轴的夹角均为.则正、负离子在磁场中()a运动时间相同b运动轨道半径相同c重新回到x轴时速度大小和方向均相同d重新回到x轴时距o点的距离相同解析：选bcd.由半径公式r可知，b正确；由左手定则确定正电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向上，而负电荷受到的洛伦兹力方向垂直速度方向向下，经过匀速圆周运动的旋转以后离o点距离相等，可知c、d正确；圆心角不同，所以运动时间不同，a错误故选bcd.9.(2013高考浙江卷)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子p和p3，经电压为u的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示，已知离子p在磁场中转过30后从磁场右边界射出在电场和磁场中运动时，离子p和p3()a在电场中的加速度之比为11b在磁场中运动的半径之比为1c在磁场中转过的角度之比为12d离开电场区域时的动能之比为13解析：选bcd.磷离子p与p3电荷量之比q1q213，质量相等，在电场中加速度a，由此可知，a1a213，选项a错误；离子进入磁场中做圆周运动的半径r，又qumv2，故有r，即r1r21，选项b正确；设离子p3在磁场中偏角为，则sin ，sin (d为磁场宽度)，故有sin sin 1，已知30，故60，选项c正确；全过程中只有电场力做功，wqu，故离开电场区域时的动能之比即为电场力做功之比，所以ek1ek2w1w213，选项d正确10(2013高考广东卷)如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从o点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏p上不计重力下列说法正确的有()aa、b均带正电ba在磁场中飞行的时间比b的短ca在磁场中飞行的路程比b的短da在p上的落点与o点的距离比b的近解析：选ad.带电离子打到屏p上，说明带电离子向下偏转，根据左手定则，a、b两离子均带正电，选项a正确；a、b两离子垂直进入磁场的初速度大小相同，电荷量、质量相等，由r知半径相同b在磁场中运动了半个圆周，a的运动大于半个圆周，故a在p上的落点与o点的距离比b的近，飞行的路程比b长，选项c错误，选项d正确；根据知，a在磁场中飞行的时间比b的长，选项b错误三、非选择题(本题共3小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(12分)(上海高二检测)1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆ef的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)如图所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 a，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率有多大(轨道摩擦不计)?解析：由运动学公式求出加速度a，由牛顿第二定律和安培力公式联立求出b.据2axvv得炮弹的加速度大小为a m/s25105 m/s2.(4分)据牛顿第二定律fma得炮弹所受的安培力fma2.21035105 n1.1103 n，(2分)而fbil，所以b t55 t(3分)据pfv得，pmaxfv1.110310103 w1.1107 w(3分)答案：55 t1.1107 w12(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的电子束经过电压为u的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示磁场方向垂直于圆面磁场区域的中心为o，半径为r.当不加磁场时，电子束将通过o点而打到屏幕的中心m点为了让电子束射到屏幕边缘p，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度b应为多少？解析：电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为c，半径为r.以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电荷量，则eumv2，(3分)evb，(3分)又有tan，(3分)由以上各式解得btan .(3分)答案：tan 13(16分)如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为b，方向垂直xoy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的a点水平向右抛出，经x轴上的m点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的n点第一次离开电场和磁场，mn之间的距离为l，小球过m点时的速度方向与x轴正方向的夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度e的大小和方向(2)小球从a点抛出时初速度v0的大小(3)a点到x轴的高度h.解析：(1)小球在x轴下方的复合场中恰能做匀速圆周运动，静电力与重力平衡，eqmg，得e，因小球带正电，