高中物理 第三章 磁场章末检测 新人教版选修31.doc

磁场时间：90分钟分值：100分第卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分其中18题为单选题，912题为多选题)1下列各图中，表示通电直导线所产生的磁场，正确的是()【解析】根据安培定则可判断a、c均错误；离直导线越近，电流产生的磁场越强，d错误，b正确【答案】b2根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想如果对地磁场也通用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此判断地球应该()a带负电 b带正电c不带电 d无法确定【解析】根据地球磁场的n极在地球的南极附近，由安培定则，大拇指指向地球南极，四指的指向应为电流的方向，四指的指向与地球自转方向相反，故应带负电【答案】a3带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能的是()a静止 b匀速运动c匀加速运动 d匀速圆周运动【解析】带电粒子静止时，不受洛伦兹力，故a可能带电粒子运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，故b可能带电粒子运动方向与磁场方向成一夹角时，做螺旋线运动带电粒子运动方向与磁场方向垂直时，做匀速圆周运动，故d可能【答案】c4如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是()a沿竖直方向向下 b沿竖直方向向上c沿水平方向向左 d沿水平方向向右【答案】d5如图所示，o为圆心，和是半径分别为on、om的同心圆弧，在o处垂直纸面放置一载流直导线，电流方向垂直于纸面向外，用一根导线围成回路klmn，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出)，此时回路()a将向左平动b将向右平动c将在纸面内绕通过o点并垂直纸面的轴转动d将这样运动：kl边垂直于纸面向外运动，mn边垂直于纸面向里运动【解析】先用右手螺旋定则判断出i1周围磁场磁感线的方向，、不受安培力，再用左手定则判断kl、mn受力方向可确定d正确【答案】d6质量为m、电荷量为q的带正电小物块在磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示物块移动距离s后停了下来，设此过程中q不变，则()as bsv乙v丙 bv甲v乙qe，即v甲，同理可得v乙，v丙v乙v丙，故a正确，b错误；对甲，电场力做负功，速度减小；对丙，电场力做正功，速度增大故d正确【答案】acd第卷(非选择题共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分，解答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)13(12分)如图所示，铜棒ab长0.1 m，质量为6102 kg，两端与长为1 m的轻铜线相连，静止于竖直平面内整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度b0.5 t，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒再次静止时悬线与竖直方向夹角为37，则在此过程中铜棒的重力势能增加了多少？通电电流的大小为多少？(不计空气阻力，sin370.6，cos370.8，g10 m/s2)【解析】epmgl1(1cos)6102101(10.8) j0.12 j.对铜棒ab受力分析如图所示，il2bmgtan，i a9 a.【答案】0.12 j9 a14(12分)如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为b，宽度为a的有界磁场中，穿出磁场时的速度方向与入射方向的夹角是30.(1)则电子穿过磁场的时间为多少？(2)如果原磁场空间改为匀强电场，要满足电子飞入电场和飞出电场的位置与飞入原磁场空间时的位置不变，则电场的方向如何？场强多大？【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示，由几何关系可得ra/sin302a，且r， tt. 由式可得：t.(2)当电场方向与v垂直向上时，电子做类平抛运动，且aarrsin60(2)a.aat2，t.由以上各式可得e.【答案】(1)(2)方向与v垂直且向上15(14分)一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad宽为l，现从ad中点o垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v0，方向与ad边夹角为30，如图所示已知粒子的电荷量为q、质量为m(重力不计)(1)若粒子带负电，且恰能从d点射出磁场，求v0的大小；(2)若粒子带正电，且粒子能从ab边射出磁场，求v0的取值范围【解析】(1)若粒子带负电，则进入磁场后沿顺时针方向偏转，如图所示，o1为轨迹圆心，由对称性可知，速度的偏转角1260，故轨迹半径r1od根据牛顿第二定律得：qv0b，得v0.(2)若粒子带正电，则沿逆时针方向偏转，当v0最大时，轨迹与cd相切，轨迹圆心为o2，半径为r2，由几何关系得r2r2cos60，得r2l即vmax当v0最小时，轨迹与ab相切，轨迹圆心为o3，半径为r3，由几何关系可得r3r3sin 30，得r3则vmin，所以v0.【答案】(1)(2)v016(14分)如图所示，在足够长的竖直放置的绝缘真空管中，有一电荷量为4104 c、质量为0.1 g的带正电的小圆柱体，恰好可在管内部自由滑动将此管放在相互垂直的水平匀强磁场和水平匀强电场中，已知e10 n/c，b5 t，小圆柱体与管壁的动摩擦因数0.2.设圆柱体在管内静止下落，下落过程中最大和最小的加速度及与此相对应的速度大小为多少？【解析】对小圆柱受力分析，水平方向：fnqvbeq，竖直方向：mgfnma当fn0时，即mgma，ag10 m/s2，此时qvbeq得ve/b2 m/s.当速度继续增大时，洛伦兹力随之增大，管壁对小圆柱体的弹力要反向增大，经受力分析得：水平方向：eqfnq