第3章打开电磁学的大门章末综合检测.doc

(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1(2010年广东省学业水平测试)下列哪种力是洛伦兹力()A电荷间的相互作用力B电场对电荷的作用力C磁铁对小磁针的作用力D磁场对运动电荷的作用力解析：选D.洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，选项D正确2如图35所示，当开关S闭合的时候，导线ab受力的方向应为()图35A向右B向左C向纸外 D向纸里解析：选D.导线ab所处的磁场方向水平向左，根据左手定则，安培力向纸里，D项正确3有关磁感应强度的下列说法，正确的是()A磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C若有一小段长为l，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是D由定义式B可知，电流强度I越大，导线l越长，某点的磁感应强度就越小解析：选A.磁感应强度B是定义式，B与I、l、F均无关，但通电导体所受的安培力不但与B、I、l有关，还跟导体的放置方式即导线与磁场方向夹角有关只有当BI时，FBIl才成立，故B、C、D均不正确，A正确4回旋加速器中()A电场和磁场同时用来加速带电粒子B只有电场用来加速带电粒子C电场和磁场用来防止外界粒子进入回旋加速器D一带电粒子不断被加速的过程中，交变电源的电压也要不断增大解析：选B.回旋加速器中电场用来加速带电粒子，且交变电源的电压不需要改变；而磁场是用来让粒子做匀速圆周运动，以便周期性地进入电场被加速5如图36所示实验装置为洛伦兹力演示仪，可以演示洛伦兹力的方向和大小它由一个球形电子射线管和一组线圈组成通过改变电子枪两极间的电压可以改变电子的速度通过改变线圈中电流强弱，可以改变磁感应强度的强弱在演示仪中可以看到，没加磁场时，电子束是直进的(图1中球底端的亮线，表示电子束水平向右)，加磁场后，电子束径迹变成圆形(图2中球内亮圆为电子径迹)，则电子射线管所在处的磁场方向是()图36A垂直纸面向里 B水平向右C垂直纸面向外 D水平向左解析：选C.由图1知电子向右运动，由图2知，在最低点电子受洛伦兹力向上，由左手定则可判知磁场方向必垂直纸面向外，选项C正确6家用照明电路中的火线和零线是相互平行的，当用电器工作，火线和零线都有电流时，它们将()A相互吸引B相互排斥C一会吸引，一会排斥D彼此不发生相互作用解析：选B.火线与零线虽然都连接用电器，且相互平行，但是当用电器正常工作时，流过它们的电流方向相反，并且时刻相反再根据电流产生磁场，磁场对电流有作用来判断因通过火线和零线的电流方向总是相反的，根据平行导线中通以同向电流时相互吸引，通以反向电流时相互排斥的结论可以得出选项B正确7(2011年泉州学业水平测试模拟)初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初速度方向如图37所示，则()图37A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变解析：选A.由于电子运动形成的电流方向向下，处于垂直纸面向里的磁场中，据左手定则，洛伦兹力方向向右，电子将向右偏转据左手定则，洛伦兹力方向时刻与速度方向垂直，因而不做功，速率不变综上所述，该题的正确答案是A.8如图38所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑的绝缘圆柱上，且能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()图38A都绕圆柱转动B以不等的加速度相向运动C以相等的加速度相向运动D以相等的加速度相背运动解析：选C.两同向平行电流相互吸引，根据牛顿第三定律，两线圈受到大小相等，方向相反的安培力作用，线圈质量相同，所以二者的加速度大小相等，方向相反，故选项C正确二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分将答案填在题中横线上)9在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用的实验中，将阴极射线管的A、B两极连在高压直流电源的正负两极上从A极发射出电子，当将一蹄形磁铁放置于阴极射线管两侧，显示出电子束的径迹如图39所示，则阴极射线管的A极应接在电源的_极上(选填“正”或“负”)；蹄形磁铁的C端为_极(选填“N”或“S”)图39解析：由A极发出的电子在AB间的电场中加速，故A应接在电源负极上，电子向上偏说明所受洛伦兹力方向向上，由左手定则可知C端为S极答案：负S10如图310所示，在正方形空腔内有匀强磁场，一束电子以不同的速率从a孔垂直于磁场方向平行于ab边射入，其中从c孔和d孔射出的电子的速率之比vcvd_，在磁场中运动的时间之比tctd_.图310解析：从c点出来与从d点出来半径之比为12，所以速度之比为12，运动时间之比为半周期与四分之一周期之比，为21.答案：1221三、计算题(本题共3小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(12分)如图311所示，质量为m50 g的铜棒长L10 cm，用长度均为L的两根导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B T，通以恒定电流后，棒向纸内偏转的最大偏角37，此铜棒中电流的大小为多少？图311解析：棒由于受到安培力的作用向上偏转，当其运动到速度为零时，偏角最大(3分)由动能定理可得：BILLsinmgL(1cos)(6分)代入数据可解得：I5 A(3分)答案：5 A12(13分)两极M、N相距为d，板长为5d，两板未带电，板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，如图312所示现有一群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，求磁感应强度B的取值范围(设电子的电荷量为e，质量为m)图312解析：两个临界如图所示，根据几何知识可知：R1(2分)由R(5d)2(R2d)2(4分)可得：R213d(2分)根据题意，R1R2，(2分)即13d(2分)故B.(1分)答案：B13(15分)回旋加速器是用于加速带电粒子流，使之获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间狭缝中形成匀强电场，使粒子每穿过狭缝都得到加速；两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出粒子电量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rm，其运动轨迹如图313所示，问图313(1)粒子在盒内做何种运动？(2)粒子在两盒间狭缝内做何种运动？(3)所加交变电压频率为多大？粒子运动角速度多大？(4)粒子离开加速器时速度多大？解析：(1)D形盒由金属导体制成，可屏蔽外电场，因而盒内无电场，盒内存在垂直盒面的磁场，故粒子在盒内磁场中做匀速圆周运动(3分)(2)两盒间狭缝内