第九章磁场本章综合能力提升练Word版含解析

1、本章综合能力提升练、单项选择题1.关于磁感应强度 B，下列说法正确的是（）A. 根据磁感应强度的定义式B = IL可知，磁感应强度B与F成正比，与IL成反比B. 一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零C一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D.磁场中某处磁感应强度的方向，与通电导线在该处所受磁场力的方向相同 答案 B2.（2019江西省南昌市模拟）如图壁放一个圆环形电极A，把A、1所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极B，紧贴边缘内B分别与电源的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体,现把玻璃皿放在如图所示的磁场中,液体就会旋转起来.若从上向下看，下列

2、判断正确的是A.A接电源正极，B接电源负极,B.A接电源负极，B接电源正极,液体顺时针旋转液体顺时针旋转C. A、B与50 Hz的交流电源相接，液体持续旋转D. 仅磁场的N、S极互换后，重做该实验发现液体旋转方向不变 答案 A 解析 若A接电源正极，B接电源负极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，玻璃皿所在处的磁场竖直向下，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿顺时针方向，因此液体沿顺时针方向旋转，故A正确；同理，若 A接电源负极，B接电源正极,根据左手定则可知，液体沿逆时针方向旋转,故 B错误；A、B与50 Hz的交流电源相接,液体不会持续旋转，故 C错误；若磁场的N、S

3、极互换后，重做该实验发现液体旋转方向改变，故D错误.3. （2018安徽省亳州市第一学期期末质检）M、N、P是半圆上的三点，0点是圆心，MN为直径，/ NOP = 60°在M、N处各有一条垂直半圆面的长直导线，导线中通有大小相等的恒定 电流，方向如图2所示，这时0点的磁感应强度大小为 Bi若将M点的长直导线移至 P点,O点的磁感应强度大小变为B2,则（）-_Q /A. B2 : B1= 2 :羽B. B2 : Bi = 3 : 2C. B2 : Bi= 1 : 2D. B2 : Bi = 2 : 1答案 C解析 根据安培定则可知，原来位置每根导线在O点产生的磁感应强度方向均向上，大小

4、为号，则当M移至P点时，在O点产生的磁感应强度如图所示fiiT/由图可知，两导线形成的磁感应强度方向夹角为120°由几何关系可知，O点合磁感应强度大小为：B2 =故 B2 : B1 = 1 : 2, C 正确.4. （2018安徽省芜湖市上学期期末）如图3所示，直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中，有一条长0.6 m的直导线沿 Ox方向通有大小为9 A的电流，受到的安培力沿Oz方向，大小为2.7 N.则该匀强磁场可能的方向和磁感应强度B的最小值为（）图3A. 平行于xOy平面,B = 0.5 TB. 平行于xOz平面,B = 1.0 TC. 平行于xOy平面,B = 0.2 TD. 平行

5、于xOy平面,B = 1.0 T答案 A解析根据左手定则,安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直，故磁场的方向一定平行于xOy平面;IL 9 X 0.6当电流、磁场互相垂直的时候，安培力最小，所以最小的磁感应强度为: =0.5 T.二、多项选择题5. （2018河北省张家口市上学期期末）1957年，科学家首先提出了两类超导体的概念，一类称为I型超导体，主要是金属超导体，另一类称为n型超导体（载流子为电子），主要是合金和陶瓷超导体.I型超导体对磁场有屏蔽作用，即磁场无法进入超导体内部，而n型超导体则不同，它允许磁场通过.现将一块长方体n型超导体通入稳恒电流I后放入匀强磁场中，如图4所示下列说法正确

6、的是（图4Xh XXA. 超导体的内部产生了热能B. 超导体所受安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力C. 超导体表面上a、b两点的电势关系为Oa< ObD.超导体中电流I越大，a、b两点间的电势差越小 答案 BC解析 超导体电阻为零，超导体不会在内部产生热能，故A错误；超导体所受安培力是洛伦B正确；载兹力的宏观表现，安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力，故 流子为电子，超导体表面上 a带负电，所以OaV尿，故C正确；根据电流的微观表达式 1 =neSv,当超导体稳定时，洛伦兹力和电场力平衡，即evB=专，解得：U =豐，所以电流越 大，a、b两点间的电势差越大

7、，故 D错误.6. （2018陕西省西安一中一模）如图5所示，含有1h、？H、4He的带电粒子束从小孔Oi处射入P1、速度选择器，沿直线 OiO2运动的粒子在小孔 02处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P两点.则（）0|X X ： X XE 禺X X J X X !X X ： X XA. 沿直线OiO2运动的粒子速度相等B. 打在P点的粒子是2H和4HeC. 02P的长度是O2P1长度的2倍D. 粒子1H在偏转磁场中运动的时间最长 答案 ABC解析 带电粒子在沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反，所以有：qE= qvBi，得v =言，可知从速度选择器中射出的粒子具有相等的

8、速度,即选项A正确;2带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，qvB2=m*, r=qmv=m鲁，可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在Pi点的粒子是1H ,打在P点的粒子是?H和2He,选项B正确；由 题中的数据可得，1h的比荷是?H和2He的比荷的2倍，所以1h的轨道的半径是2He和4He的半径的1，即O2P的长度是O2P1长度的2倍，选项C正确；粒子运动的周期：T=红=-2nm2v qB2三种粒子中，h的比荷最大，所以粒子1H在偏转磁场中运动的周期最小，而三种粒子运动时间都为半个周期，所以粒子1h在偏转磁场中运动的时间最短，选项D错误.7.（2018山东省荷泽市上学期期末）无限长通电直导

9、线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度 的大小与电流大小成正比，与导线到这一点的距离成反比.如图6所示，两根长直导线电流大小Il>l2，方向如图所示，且垂直于纸面平行放置，纸面内有M、N、0、P四点，其中 M、N在导线横截面连线的延长线上，O点在导线横截面的连线上,P在导线横截面连线的垂直平分线上.这四点处磁场的磁感应强度不可能为零的是（）M! O A N09A.M点B.N点C.0点D.P点答案 ACD解析根据安培定则可知两电流在 M点磁感应强度的方向相反,由于 M离li近且Ii>l2，故在M点li的磁感应强度的大小大于l2的磁感应强度的大小，则M点磁感应强度不可能为0,选A ;根据

10、安培定则可知两电流在 N点的磁感应强度的方向相反,由于 l2离N点近且Ii>l2,则N点li的磁感应强度的大小可能等于 l2的磁感应强度的大小,故N点磁感应强度可能为 0，不选B；根据安培定则可知两电流在 0点磁感应强度的方向相同,则0点磁感应强度不可能为0,选C;根据安培定则可知两电流在P点的磁感应强度方向不相反，均存在竖直向下的分量，故P点的磁感应强度不可能为0,选D.三、非选择题8.如图7所示，倾斜固定放置的两平行光滑导轨相距 20 cm，金属棒MN的质量为10 g，接入 电路的电阻R= 8 Q,匀强磁场的磁感应强度 B的方向竖直向下，大小为 0.8 T,电源电动势为10 V，内阻

11、为1 Q当开关S闭合时，MN处于平衡状态.求滑动变阻器Ri接入电阻多大？（已知 0= 45° g= 10 m/s2）粒子进入电场后做类平抛运动，其初速度为V,方向垂直于电场.答案见解析C r图7解析金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，受力分析如图.根据平衡条件得:F = mgta n 0= 0.1 N根据安培力F = BIL 解得:I=Bl=8 A根据闭合电路欧姆定律得:I=r + R + Ri代入数据解得：R1= 7 Q.9.(2018安徽省皖北协作区联考 场，磁场方向垂直于纸面向里，)如图8所示，区域中一部分有匀强磁场，另一部分有匀强电电场方向与电、磁场分界线平行且向右.

12、一带正电粒子从 A点以速度v射入匀强磁场，方向未知，经过一段时间运动到磁场与电场交界处P点，此时速度方向垂直于两个场的分界线,此后粒子在电场力的作用下， 又经过一段时间从 C点离开电场,A点和C点在同一竖直线上,离为d不计重力.求：已知磁场宽度与电场宽度分别为11和12, A点与P点的水平距(1)整个运动过程中粒子的最大速度;(2)求出磁感应强度与电场强度的比值12答案年尹V册；解析(1)在整个运动过程中只有电场力对粒子做功，所以当粒子在C点射出电场时速度最大.由运动学公式有：12 = vt d = 期由动能定理得：qEd = mvc gmv2联立解得：Vc =7'；4d V12（2）

13、粒子在磁场中做匀速圆周运动（如图）.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直，圆心O应在分界线上，OA长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得：R2= （R d）2 + 112,2由洛伦兹力提供向心力得：qvB = mVR由第问可得，粒子在磁场中运动时电场强度E=,2由以上各式得：B=諾齐.10.（2018河南省安阳市第二次模拟）如图9所示，三块等大且平行正对的金属板水平放置, 属板厚度不计且间距足够大，上面两金属板间有竖直向下的匀强电场，下面两金属板间有竖足够大的匀强磁场，现有一重力不计的绝缘带电粒子,直向上的匀强电场，电场强度大小均为E.以中间金属板的中轴线为x轴，金属板右侧存在一质量为m,带电荷量为一q,从中间金2属板上表面的电场中坐标位置（一L,0）处以初速度Vo沿x轴正方向开始运动，已知L = m0,qE求:（1）带电粒子进入磁场时的位置坐标（用L表示）以及带电粒子进入磁场时的速度大小与方向;若要使带电粒子能回到中间金属板下表面关于 磁感应强度B的大小（用 E、vo表示）.x轴与释放点对称的位置，计算匀强磁场的答案见解析解析(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，粒子的加速度为a= qE，水平方向上有 L =mI 2vot,竖直方向上有 y=尹t联立解得y=