高三物理人教版选修磁场全章节复习学案以及测试题含部分答案

1、选修3-1 第三章 磁场 第一节 磁场及磁场对电流的作用 班别 姓名 学号 学习目标：1.掌握磁场、磁感应强度、磁通量的基本概念，会用磁感线描述磁场.2.掌握安培定则、左手定则的应用.3.掌握安培力的概念及在匀强磁场中的应用.学习重难点：安培定则、左手定则的应用；解决与安培力有关的实际问题。复习交流1磁感应强度是一个矢量磁场中某点磁感应强度的方向是()A正电荷在该点所受力方向B沿磁感线由N极指向S极C小磁针N极或S极在该点的受力方向D在该点的小磁针静止时N极所指方向 2、关于磁感线和电场线，下列说法中正确的是A、磁感线是闭合曲线，而静电场线不是闭合曲线B、磁感线和电场线都是一些互相平行的曲线C

2、、磁感线起始于N极，终止于S极；电场线起始于正电荷，终止于负电荷 D、磁感线和电场线都能分别表示磁场和电场的方向和大小，都是客观存在的。3、下列说法中正确的是( )A.电荷在某处不受到电场力的作用，则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受到磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱小结：（1）磁场的方向：小磁针静止时_所指的方向（2）磁感线的疏密表示 ，磁感线的切线方向表示 。以条线磁体为例，外部

3、的磁感线从 到 ，内部的磁感线从 到 ，因此磁感线是 曲线。（3）磁感应强度是一个用来描述磁场的_的物理量，大小：B_(通电导线垂直于磁场)图1-14在图11中，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方时，磁针的S极向纸内偏转这一带电粒子束可能是A向右飞行的正离子束 B向纸内飞行的正离子束C向右飞行的负离子束 D向纸内飞行的负离子束5、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 C、a向里，b、c向外 D、a、c向外，b向里小结：电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场

4、_与_磁铁的磁场相似，管内为_磁场且磁场_，管外为_磁场环形电流的两 侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场_安培定则立体图横截面图6.一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零，可( )A.适当减小磁感应强度 B.使磁场反向C.适当增大电流强度 D.使电流反向7.磁场中某区域的磁感线如图所示，则()Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D同一通电导线放在a处受力一定比放在b

5、处受力小小结：（1）安培力的大小：当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，F_，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)当磁场与电流_时，安培力最大，FmaxBIL.(2)当磁场与电流_时，安培力等于零（2）判断安培力的方向根据 定则：伸开左手，使拇指与其余四指_，并且都与手掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指向_的方向，这时_所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向巩固练习 任务一、安培定则的应用和磁场的叠加1.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图所示( )A.螺线管的P端为N极，a接电源的正极B.螺线管的P端为N极，a接电源的负极C.

6、螺线管的P端为S极，a接电源的正极D.螺线管的P端为S极，a接电源的负极2、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的（ ）A、区域 B、区域 C、区域 D、区域3.如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应

7、强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同4.如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流均为I,方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度B=kI/r,其中k为常数)。某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受磁场力为(    ) A.方向垂直纸面向里,大小为 B.方向指向x轴正方向,大小为 C.方向垂直纸面向里,大小为 D.方向指向x轴正方向,大小为 任务二、与安培力有关的力学问题：5、在图中，标出磁场B的方向，

8、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是( )6.一根容易形变的弹性导线,两端固定。导线中通有电流,方向如图中箭头所示。当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是(    ) 7.(2019天津理综,2,6分)如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件,角的相应变化情况是()A.棒中的电流变大,角变大 B.两悬线等长变短,角变小C

9、.金属棒质量变大,角变大 D.磁感应强度变大,角变小8.如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是 ()A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升9如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A水平向左 B水平向右C竖直向下 D竖直向上10用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平

10、行放置，如图所示当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A两导线环相互吸引B两导线环相互排斥C两导线环无相互作用力D两导线环先吸引后排斥11.如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线中电流方向垂直纸面向内。每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是(    ) A.导线a所受合力方向水平向右 B.导线c所受合力方向水平向右 C.导线c所受合力方向水平向左 D.导线b所受合力方向水平向左 选

11、修3-1 第三章 磁场 第二节 带电粒子在磁场的运动 班别 姓名 学号 学习目标：1.掌握洛伦兹力大小的计算方法及方向的判断.2.带电粒子在磁场中运动的轨迹的确定及圆周运动半径、经历时间的相关问题.3.理解质普仪及回旋加速器的工作原理.复习交流1、（双选）如图所示为电场电场线或磁场磁感线，某正电荷静止或运动在电场、磁场中，则有关电场力F或洛仑兹力f的方向的判断正确的是 一、洛伦兹力的大小和方向1洛伦兹力的定义：磁场对_的作用力2洛伦兹力的大小F_，为v与B的夹角如图所示(1)当vB时，0°或180°，洛伦兹力F_.(2)当vB时，90°，洛伦兹力F_.(3)静止电

12、荷不受洛伦兹力作用3洛伦兹力的方向(1)左手定则(2)方向特点：F垂直于_决定的平面，即F始终与速度方向垂直，故洛伦兹力_2、质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是 AM带负电，N带正电 BM的速率小于N的速率C洛伦兹力对M、N做正功 DM的运行时间大于N的运行时间3一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)，则由图中情况知 A粒子从a到b，带正电 B粒子从b到a，带正电C粒子从a到b，带负电

13、D粒子从b到a，带负电二、带电粒子在匀强磁场中的运动1若vB，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做_运动2若vB，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_运动向心力由洛伦兹力提供：qvB_；轨迹半径R= ；周期T= .4.如图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速度v射入磁场区域,最后到达平板上的P点.已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷量q与质量m之比.5.（双选）劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒构

14、成，其间留有空隙.下列说法正确的是 A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量三、质普仪及回旋加速器的工作原理.1质谱仪(1)构造：如图所示，由粒子源、_、_和照相底片等构成(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU_.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB_.由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r_，m_，_.2回旋加速器(1)构造：如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒的缝隙处接_电源D形盒处于匀强磁场中(2)原理：交流电的周

15、期和粒子做圆周运动的周期_，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由qvB，得Ekm_，可见粒子获得的最大动能由_和D形盒_决定，与加速电压_ 特别提醒这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转(匀速圆周运动)的原理.巩固练习1（多选）如图所示，对应的四种情况中，对各粒子所受洛伦兹力的方向的描述，其中正确的是 A垂直于v向右下方 B垂直于纸面向里C垂直于纸面向外 D垂直于纸面向里2.（多选）如图所示，一带电粒子(重力不计)在匀强磁场中沿图中轨迹运动，中央是一块薄绝缘板粒子在穿过绝缘板时有 动能损失，由图可知 A粒子运动方

16、向是abcde B粒子运动方向是edcba C粒子带正电D粒子在下半周所用时间比上半周所用时间长 3一束电子以不同速度垂直射入横截面是一正方形的匀强磁场中，如图所示，则电子在磁场区域 A入射速度va<vb B运行周期Ta<Tb C运行时间ta<tb D运行时间ta<tc 4.如图所示，一水平导线通以电流I，导线下方有一电子，初速度方向与电流平行，关于电子的运动情况，下述说法中，正确的是 A沿路径a运动，其轨道半径越来越大B沿路径a运动，其轨道半径越来越小C沿路径b运动，其轨道半径越来越小D沿路径b运动，其轨道半径越来越大5带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路

17、径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示了粒子的径迹，这就是云室的原理，如图所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中oa、ob、oc、od是从o点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是 A四种粒子都带正电B四种粒子都带负电C打到a、b点的粒子带正电D打到c、d点的粒子带正电6三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为多少？拓展提高1带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是 A洛伦兹力对带

18、电粒子做功B洛伦兹力不改变带电粒子的动能C洛伦兹力的大小与速度无关D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向2. （多选）1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是 A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带正电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小3回旋加速器是加速带电粒子的装置其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，并分别与高频交流电源有两极相连接，从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速，如图所示现要增大带电

19、粒子从回旋加速器射出时的动能，下列方法可行的是A增大金属盒的半径B减小狭缝间的距离C增大高频交流电压D减小磁场的磁感应强度4.圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示若带电粒子只受磁场力的作用，则 Aa粒子速率较大 Bb粒子速率较大 Ca粒子在磁场中运动的周期较短 Da粒子在磁场中运动的时间较短5如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成角。设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间

20、相互作用力及所受的重力，求：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R；(2)电子在磁场中运动的时间t；(3)圆形磁场区域的半径r。选修3-1 第三章 磁场 第三节 带电粒子在磁场中运动及临界情况 班别 姓名 学号 复习交流1.带电粒子的质量m1.7×1027 kg，电荷量q1.6×1019 C，以速度v3.2×106 m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B0.17 T，磁场的宽度l10 cm，如图所示(1)求带电粒子离开磁场时的速度和偏转角；(2)求带电粒子在磁场中运动的时间以及出磁场时偏离入射方向的距离2如图所示，在圆心为O、

21、半径为r的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。一带电粒子（不计重力）从A点正对O点以速度v垂直于磁场射入，穿过磁场区域后速度方向发生偏转，从C射出，偏转的角度为60°。（1）确定该带电粒子的电性（2）求粒子离开磁场时的速度大小v/（3） 求粒子的荷质比q/m （4）求该带电粒子在磁场区域中运动的时间t3如图 (甲)所示，长为L的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板间距离也为L.现有质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)，从左侧中心处以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，则速度大小范围如何？ 小结： (1)圆心的确定基本思路：与速

22、度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心两种情形a已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图8所示，图中P为入射点，M为出射点)b已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图9所示，图中P为入射点，M为出射点)图8 图9 (2)半径的确定用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小(3)运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为时，其运动时间为：tT(或tT)（4）带电粒子在不同边界磁场

23、中运动的规律总结直线边界(进出磁场具有对称性，如图10) 图10平行边界(存在临界条件，如图11)图11 图12圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图12)巩固练习1如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角30°、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围。(2)若粒子速度不受上述v0大小 的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间。2如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、

24、S2为板上正对的小孔，N 板右侧有个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向分别垂直于纸面向外M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略 (1)当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0； (2)为使电子不能穿过磁场区域，则两金属板间电势差U应满足什么要求？ 3如图所示，在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=kg、电量为的带电粒子，从静止开始经V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，），求：（1）带电粒子到达P点时速度的大小（2）若磁感应强度=2.0T

25、，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离（3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度满足的条件选修3-1 第三章 磁场 第四节 带电粒子在复合场中运动 学案1班别 姓名 学号 复习交流1.（多选）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( )2.地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场，也分布有电场。假设某时刻在该空间中有一小区域存在如图所示的电场和磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直纸面向里。此时一带电宇

26、宙粒子恰以速度v垂直于电场和磁场射入该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关该带电粒子的运动情况不可能的是()A仍做直线运动B立即向左下方偏转C立即向右上方偏转 D可能做匀速圆周运动3.(多选)如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电的小球(电荷量为+q,质量为m)从电磁复合场上方的某一高度处自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是( )一、复合场 (1)叠加场：电场、_、重力场共存，或其中某两场共存(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场_出现2三种场的比较 项目名称力的特点功和能的特点重力场大小：G_

27、方向：_重力做功与_无关重力做功改变物体的_静电场大小：F_方向：a.正电荷受力方向与场强方向_b.负电荷受力方向与场强方向_电场力做功与_无关W_电场力做功改变_磁场洛伦兹力F_方向可用_定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的_4.如图所示,真空中有以O为圆心,r为半径的圆柱形匀强磁场区域,圆的最下端与x轴相切于坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,磁感应强度为B，方向垂直纸面向外,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场.现从坐标原点O向纸面内不同方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r,已知质子的电荷量为e,质量为m,不

28、计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力.求: (1)质子进入磁场时的速度大小;(2)沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间.二、“电偏转”和“磁偏转”的比较垂直进入磁场(磁偏转)垂直进入电场(电偏转)情景图受力FBqv0B大小不变，方向总指向圆心，方向变化，FB为变力FEqE，FE大小、方向不变，为恒力运动规律匀速圆周运动r，T类平抛运动vxv0，vyt xv0t，yt2运动时间tTt，具有等时性动能不变变化巩固练习 1(多选)如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转.设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B

29、.欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是( )A.适当减小电场强度EB.适当减小磁感应强度BC.适当增大加速电场极板之间的距离D.适当增大加速电压U2如图所示，在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场磁感应强度为1T，电场强度为NC一个带正电的微粒，q2×106C，质量m=2×10-6kg，在这正交的电场和磁场内恰好做匀速直线运动，则带电粒子运动的速度大小多大？方向如何？3 如图所示，一带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为h，边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场，同时还有匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场

30、后，恰能作匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知ab=L，求：（1）小球带何种电荷？（2）该匀强磁场的磁感强度B的大小和方向；（3）小球从P经a至b时，共需时间为多少？拓展提高1如图所示，在空间中存在垂直纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，AB、CD为磁场边界，CD右侧存在方向水平向右、场强大小为E的匀强电场。在左边界的Q点处一带负电的粒子沿与左边界成60o的方向射入磁场，已知粒子的质量为m、电荷量为q，粒子重力不计 （1）若带电粒子能垂直CD穿越磁场进入电场，最后从AB边界飞出磁场，求：粒子在磁场中的运动速度大小；粒子在磁场及电场中运动的总时间；（2）若带电粒子不能穿过CD，求粒

31、子从AB边界飞出的最大速度。2.如图所示，二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；（2）求磁感应强度B的值；（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B'，则B'的大小为多少？选修3-1 第三章 磁场 第四

32、节 带电粒子在复合场中运动学案2班别 姓名 学号 1在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内忽略重力，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是 2如图所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平指向纸外，有一电子(不计重力)，恰能沿直线从左向右飞越此区域，若电子以相同的速率从右向左水平飞入该区域，则电子将 A.沿直线飞越此区域B.向上偏转C.向下偏转D.向纸外偏转3. 如图所示，质量为m，带电荷量为-q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是 A.微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用B.微粒受电场力、洛

33、伦兹力两个力作用C.匀强电场的电场强度D.匀强磁场的磁感应强度4 （多选）如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束则下列判断正确的是 A这三束正离子的速度一定相同B这三束正离子的质量一定不相同C这三束正离子的电量一定不相同D这三束正离子的比荷一定不相同5 （多选）如图所示，两平行、正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量正电荷，下面金属板带上等

34、量的负电荷，再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以初速度v0沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转若带电粒子所受重力可忽略不计，仍按上述方式将带电粒子射入两板间，为使其向下偏转，下列措施中一定不可行的是 A仅增大带电粒子射入时的速度B仅增大两金属板所带的电荷量C仅减小粒子所带电荷量D仅改变粒子的电性6.如图所示，与水平面成37°的倾斜轨道AC，其延长线在D点与半圆轨道DF相切，全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内，整个空间存在水平向左的匀强电场，MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场(C点处于MN边界上)。一质量为0.4 kg的带电小球沿轨道AC下滑，

35、至C点时速度为vC m/s，接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且恰好能通过F点，在F点速度为vF4 m/s(不计空气阻力，g10 m/s2，cos 37°0.8)。求：(1)小球带何种电荷？(2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功；(3)小球从F点飞出时磁场同时消失，小球离开F点后的运动轨迹与直线AC(或延长线)的交点为G点(未标出)，求G点到D点的距离。7如图所示，竖直平面内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E12500 N/C，方向竖直向上；磁感应强度B103 T，方向垂直纸面向外；有一质量m1×102 kg、电荷量q4×105

36、C的带正电小球自O点沿与水平线成45°角以v04 m/s的速度射入复合场中，之后小球恰好从P点进入电场强度E22500 N/C，方向水平向左的第二个匀强电场中不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)O点到P点的距离s1；(2)带电小球经过P点的正下方Q点时与P点的距离s2.8. （2019安徽，16分）如图所示的平面直角坐标系xoy，在第象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第象限的正三角形区域内有匀强电场，方向垂直于xoy平面向里，正三角形边长为L，且边与y轴平行。一质量为、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第

37、象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求：xabcByOPEv0（1）电场强度E的大小；（2）粒子到达点时速度的大小和方向；（3）区域内磁场的磁感应强度的最小值。【答案】（1）（2）方向指向第IV象限与x轴正方向成450角r450xabcByOPEv0（3）【解析】（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有 联立以上各式可得 （2）粒子到达a点时沿负y方向的分速度为 所以 方向指向第IV象限与x轴正方向成450角 （3）粒子在磁场中运动时，有 当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有 所以选修3-1 第三章 磁场 综合练

38、习班别 姓名 学号 一、单选题（每小题4分，4小题，共16分）1.关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是( )A.磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2.根据所学知识判断图中正确的是( )3.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里.以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是( )4.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L

39、，质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是()A逐渐增大 B逐渐减小C先减小后增大 D先增大后减小二、双选题（每小题6分，5小题共30分）5.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，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( )A.a、b两点磁感应强度相同B.c、d两点磁感应强度大小相等C.a点磁感应强度最大D.b点磁感应强度最大6.如图所示，通电导体棒静止

40、于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成角，则导体棒受到的( )A.安培力大小为BILB.安培力大小为BILsinC.摩擦力大小为BILsinD.支持力大小为mg-BILcos7.如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U，已知自由电子的电量为e.下列说法中正确的是( )A.M板比N板电势高B.导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大C.导体中自由电子定向移动的速度为v=U/BdD.导体单位体积内的自由电子数为B

41、I/eUb8.如图所示，竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场.一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板A、B间运动过程中( )A.所有微粒的动能都将增加B.所有微粒的机械能都将不变C.有的微粒可以做匀速圆周运动D.有的微粒可能做匀速直线运动9如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为.则磁感应强度的方向和大小可能为()Az正向， tan By正向，Cz负向， tan

42、 D沿悬线向上， sin 三、计算题 （共56分）10(12分)电子质量为m、电荷量为q，以速度v0与x轴成角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图所示，求：(1)的长度；(2)电子从由O点射入到落在P点所需的时间t.11(12分)钍核Th发生衰变生成镭核Ra并放出一个粒子设该粒子的质量为m、电荷量为q，它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时，其速度为v0，经电场加速后，沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平板电极S2，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方向的夹角60°，如图所示，整个装置处于真空中(1)求

43、粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R；(2)求粒子在磁场中运动所用的时间t.12.（16分）核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内，通常采用磁约束的方法(托卡马克装置)如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内，设环状磁场的内半径为R10.5 m，外半径R21.0 m，磁感应强度B1.0 T，若被束缚带电粒子的比荷为4.0×107 C/m，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度，试求：(1)若粒子沿环状的半径方向射入磁场，则不能穿越磁场的最大速度为多大？(2)若粒子速度方向不受限

44、制，则粒子不能穿越磁场的最大速度为多大？13（16分）在如右图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R0.2 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B1.0 T，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与坐标原点O相切y轴右侧存在电场强度大小为E1.0×104 N/C的匀强电场，方向沿y轴正方向，电场区域宽度l0.1 m现从坐标为(0.2 m，0.2 m)的P点发射出质量m2.0×109 kg、带电荷量q5.0×105 C的带正电粒子，沿y轴正方向射入匀强磁场，速度大小v05.0×103 m/s.重力不计(1)求该带电粒子射出电场时的位置坐标； (2)为了使该带电粒

45、子能从坐标为(0.1 m，0.05 m)的点回到电场后，可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小面积选修3-1 第三章 磁场 单元测试班别 姓名 学号 一、单选题（每小题4分，4小题，共16分）1.关于磁场和磁感线的描述，正确的说法是A.磁感线从磁体的N极出发，终止于S极B.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向C.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱D.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2.根据所学知识判断图中正确的是3.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中

46、同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直纸面向里.以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是4在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场一个带电粒子（不计重力）恰好能沿直线MN从左至右通过这一区域那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况：NMA匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向外B匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里 C匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向上D匀强磁场和匀强电场的方向都竖直向上二、双选题（每小题6分，5小题共30分）5.如图所示，在竖直向上的匀强磁场中，水平放置着一根长直导线，电流方向垂直纸面向外，a、b、c、

47、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A.a、b两点磁感应强度相同B.c、d两点磁感应强度大小相等C.a点磁感应强度最大D.b点磁感应强度最大6、如下图所示，质量为m的通电细杆放在倾角为的光滑导轨上，细杆恰好静止于导轨上的是BBBBA B C DDC+7.+ 如图为磁流体发电机的原理图，等离子体束（含有正、负离子）以某一速度垂直喷射入由一对磁极CD产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板稳定后电流表中的电流从“+”极流向“-”极，由此可知 A. D磁极为N极B. 正离子向B板偏转C. 负离子向D磁极偏转D. 离子在磁场中偏转过程洛仑兹力对其不做功8.如图所示，竖直放

48、置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场.一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板A、B间运动过程中( )A.所有微粒的机械能都将增加B.所有微粒的机械能都将不变C.有的微粒可以做匀速圆周运动D.有的微粒可能做匀速直线运动B'9. 如图, 一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（B）和匀强电场（E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场（B'），最终打在AlA2上下列表述正确的是 A. 粒子带负电B. 所有打在AlA2上

49、的粒子，在磁场B'中运动时间都相同C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D. 粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大三、计算题 （共56分）10(12分)电子质量为m、电荷量为q，以速度v0与x轴成角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图所示，求：(1)的长度；(2)电子从由O点射入到落在P点所需的时间t.11、如图所示，竖直放置的平行带电导体板A、B和水平放置的平行带电导体板C、D，B板上有一小孔，从小孔射出的带电粒子刚好可从C、D板间左上角切入C、D板间电场，已知C、D板间距离为d，长为2d， UAB=UCD=U>0，在C、D板右侧存在有一个垂直

50、向里的匀强磁场。质量为m，电量为q的带正电粒子由静止从A板释放，沿直线运动至B板小孔后贴近C板进入C、D板间，最后能进入磁场中。带电粒子的重力不计。求：（1）带电粒子从B板小孔射出时的速度大小v0;（2）带电粒子从C、D板射出时的速度v大小和方向；（3）欲使带电粒子不再返回至C、D板间，右侧磁场的磁感应强度大小应该满足什么条件？12（18分）静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，并从P点垂直CF进入矩形区域的有界匀强磁场静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为R，其所在处场强为E、方向如图所示；离子质量为m、电荷量为q；、，磁场方向垂直纸面向里；离子

51、重力不计（1）求加速电场的电压U；（2）若离子能最终打在QF上，求磁感应强度B的取值范围选修3-1 第三章 磁场 测试题班别 姓名 学号 1（多选）关于磁场和磁感线，下列说法中正确的是( )A磁感线总是从磁体N极出发到磁体S极终止B磁感线的疏密程度描述了磁场的强弱C磁场中某点磁场方向与小磁针N极在该点的受力方向相同D磁场中某处磁感应强度方向与通电导线在该处所受的安培力方向相同2. （多选）垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是下图中的( )OvxyAOvxyBOvxyCOvxyD3. （单选）如图，长方形线框 abcd 通有电流 I，放在直线电流 I ' 附近，线框与直线电流共面，则下列表述正确的是( )A. 线圈四个边都受安培力作用，它们的合力方向向左B. 只有ad和bc边受安培力作用，它们的合力为零C. ab和dc边所受安培力大小相等，方向相同D. 线圈四个边都受安培力作用，它们的合力为零MNMN4（多选）如图所示，在一根一端封闭、内壁光滑的