优化方案高中物理 第三章 磁场章末检测（含解析）粤教版选修31.doc

第三章 磁场 (时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.如图所示，环形导线周围有三只小磁针a、b、c，闭合开关s后，三只小磁针n极的偏转方向是()a全向里b全向外ca向里，b、c向外da、c向外，b向里解析：选d.开关闭合后，环形电流中存在顺时针方向的电流，根据安培定则可判知：环内磁场方向垂直于纸面向里，环外磁场方向垂直于纸面向外磁场的方向就是小磁针静止时n极的指向，所以小磁针b向里偏转，小磁针a、c向外偏转2.一根长直导线穿过载有恒定电流的环形导线中心且垂直于环面，导线与环中的电流方向如图所示，则环的受力()a沿环的半径向外b沿环的半径向里c水平向左d不受力解析：选d.电流i2产生的磁场方向与i2的环绕方向处处平行，所以i1不受磁场力，故d对3.如图所示，三根长直通电导线中电流大小相同，通电电流方向为：b导线和d导线中电流向纸里，c导线中电流向纸外，a点为b、d两点的连线中点，ac垂直于bd，且abadac.则a点的磁场方向为()a垂直纸面指向纸外b垂直纸面指向纸里c沿纸面由a指向bd沿纸面由a指向d解析：选c.通电导线b、d在a点产生的磁场互相抵消，故a点磁场方向即为通电导线c在a点产生的磁场方向，根据安培定则知，c正确4.(梅州高二检测)每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将()a向东偏转b向南偏转c向西偏转 d向北偏转解析：选a.赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线粒子竖直向下运动时，据左手定则可以确定，它受到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转，a正确5.如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是()a在b、n之间某点b在n、a之间某点ca点d在a、m之间某点解析：选c.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，当氢核垂直于ad边从中点m射入，又从ab边的中点n射出，则速度必垂直于ab边，以a点为圆心，且r，当磁场的磁感应强度变为原来的2倍，则半径变为原来的1/2，氢核从a点垂直于ad边射出，所以选项c正确6.如图所示，有界匀强磁场边界线sp平行于mn，速率不同的同种带电粒子从s点沿sp方向同时射入磁场其中穿过a点的粒子速度v1与mn垂直；穿过b点的粒子速度v2与mn成60角，设两粒子从s到a、b所需时间分别为t1和t2，则t1t2为(重力不计)()a13 b43c11 d32解析：选d.两个粒子转过的圆心角分别为90、60，根据t，tt，可得它们运动时间之比为32，d正确7.如图所示，一束质量、带电量、速度均未知的正离子射入正交的电场、磁场区域，发现有些离子毫无偏移地通过这一区域，对于这些离子来说，它们一定具有()a相同的速率b相同的电量c相同的质量d速率、电量和质量均相同解析：选a.离子毫无偏移地通过这一区域，说明受到的电场力和洛伦兹力平衡，故eqqvb，可得v，可见这些离子具有相同的速率，故选a.二、双项选择题(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，有两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有错选或不答的得0分)8下列说法正确的是()a所有电荷在电场中都要受到电场力的作用b所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用c一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用d运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到磁场力的作用解析：选ad.电荷在电场中受电场力fqe，不管q运动还是静止都一样，故a对；而运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力fqvb，其中v是垂直于b的分量当v平行于b时，电荷不受洛伦兹力，故c错，d对9.(长沙高二检测)如图所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中()ab、d两点的磁感应强度大小相等 ba、b两点的磁感应强度大小相等ca点的磁感应强度最小dc点的磁感应强度最小解析：选ac.根据安培定则，电流在a、b、c、d四点产生的b大小相同，方向为该点的切线方向，与竖直向上的磁场合成如图所示，由图可知，a点的磁感应强度最小，b、d两点的磁感应强度大小相等，c点的磁感应强度最大，故选a、c.10.如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球a与b处在同一条竖直线上，其中小球b带正电荷并被固定，小球a与一水平放置的光滑绝缘板c接触而处于静止状态，若将绝缘板c沿水平方向抽去，则()a小球a仍可能处于静止状态b小球a将可能沿轨迹1运动c小球a将可能沿轨迹2运动d小球a将可能沿轨迹3运动解析：选ab.若小球所受库仑力和重力二力平衡，则撤去绝缘板后，小球仍能继续处于平衡状态，a正确若小球在库仑力、重力、绝缘板弹力三力作用下处于平衡状态，则撤去绝缘板后，小球所受合力向上，小球向上运动并受到向左的洛伦兹力而向左偏转，b正确c、d错误11一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示在如图所示的几种情况中，可能出现的是()解析：选ad.a、c选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，再进入磁场后，a图中粒子应逆时针转，正确c图中粒子应顺时针转，错误同理可以判断b错误，d正确12.如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是()a小球一定带正电b小球一定带负电c小球的绕行方向为顺时针d改变小球的速度大小，小球将不会做圆周运动解析：选bc.小球做匀速圆周运动，重力必与电场力平衡，小球带负电，故b对，a错；洛伦兹力充当向心力，由曲线运动轨迹弯曲方向结合左手定则可判断运动方向为顺时针，故c对，d错三、计算题(本题共4小题，共42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)13.(8分)如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽l.匀强磁场磁感应强度为b.金属杆长也为l，质量为m，水平放在导轨上当回路总电流为i1时，金属杆正好能静止求：(1)当b的方向垂直于导轨平面向上时b的大小；(2)若保持b的大小不变而将b的方向改为竖直向上，应把回路总电流i2调到多大才能使金属杆保持静止？解析：(1)杆受力如图所示由平衡条件可得fmgsin (2分)即bi1lmgsin b.(2分)(2)磁场竖直向上，杆受力如图所示由平衡条件可得bi2lmgtan i2(2分)再由b得i2.(2分)答案：(1)(2)14(10分)一磁场宽度为l，磁感应强度为b，如图所示，一电荷质量为m，带电荷量为q，不计重力，以一速度v(方向如图)射入磁场若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？解析：若要粒子不从右边界飞出，则当达到最大速度时，半径最大，此时运动轨迹如图所示，即轨迹恰好和右边界相切由几何关系可求得最大半径r，即rrcos l，(3分)所以r.(1分)由牛顿第二定律得 qvb.(3分)所以vmax.(3分)答案：00表示电场方向竖直向上t0时，一带正电、质量为m的尘埃从左边界上的n1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的n2点q为线段n1n2的中点，重力加速度为g，上述d、e0、m、v、g为已知量(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度b的大小；(2)求电场变化的周期t.解析：(1)微粒做匀速圆周运动说明其重力和电场力平衡，即mgqe0(2