高中物理3-1第三章磁场检测试题精编附答案啊

1、第三章检测试题(时间:60分钟满分:100分)【测控导航】知识点题号1.磁感应强度、磁通量4、102.安培力1、33.洛伦兹力64.匀速圆周运动2、5、7、8、125.与磁场力有关的平衡问题11、136.组合场、复合场问题8、9、14一、选择题(共9小题,每小题5分,共45分)1.(2014江苏省扬州中学高二上学期期中考试)如图所示,通电导线均置于匀强磁场中,其中导线受安培力作用的是(ABD)解析:由于A、B、D各项中电流方向与磁场方向不平行,而C项中平行,由此得选项A、B、D正确.2.(2014广州调研)一带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动,要想确定该带电粒子的比荷,则只需要知道(B)A

2、.运动速度v和磁感应强度BB.磁感应强度B和运动周期TC.轨迹半径R和运动速度vD.轨迹半径R和磁感应强度B解析:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,利用半径公式和周期公式可判断出选项B正确.3.(2013江苏省扬大附中高二考试)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线,当通以电流I时,欲使导线静止在斜面上,外加匀强磁场B的大小和方向可能是(BD)A.B=mgtanIL,方向垂直斜面向上B.B=mgsinIL,方向垂直斜面向下C.B=mgtanIL,方向竖直向上D.B=mgIL,方向水平向左解析:导线在重力、支持力和安培力三力作用下平衡,当磁场方向垂直斜面向上时,安

3、培力沿斜面向下,三力不可能平衡,选项A错;当磁场方向垂直斜面向下时安培力沿斜面向上,则有mgsin =BIL,故B=mgsinIL,选项B正确;当磁场方向竖直向上时,安培力水平向右,三力不可能平衡,选项C错;若磁场方向水平向左时,安培力竖直向上,有mg=BIL,故B=mgIL,选项D正确.4.(2014福州期末)如图,甲、乙两根长直导线垂直纸面放置,A点为纸面上与甲、乙等距的点.图中虚线为在纸面内过A点分别与甲、乙两导线垂直的线,且这两条虚线互相垂直.当甲、乙两根导线中通有图示方向的电流时,两电流在A点处所产生的磁场方向一定(C)A.指向区域B.指向区域C.指向区域D.指向区域解析:乙电流在A

4、点产生的磁感应强度方向沿甲与A连线向外,甲电流在A点产生的磁感应强度方向沿乙与A的连线向外,由磁场叠加可知A点磁感应强度方向指向区域,选项C正确,A、B、D错误.5.三个质子1、2和3分别以大小相等的初速度v1、v2和v3经平板MN上的小孔O射入匀强磁场,各初速度的方向如图所示,磁场方向垂直纸面向里,整个装置处在真空中,且不计质子重力.最终这三个质子打到平板MN上的位置到小孔的距离分别为s1、s2和s3,则(D)A.s1<s2<s3B.s2>s3>s1C.s1=s3>s2D.s1=s3<s2解析:质子在磁场中做匀速圆周运动的半径r相同,根据左手定则可以画出三

5、个质子的轨迹,如图所示,v2与平板垂直,s2最大,v1和v3与平板的夹角相同,s1=s3,故选项D正确.6.(2014安庆高二检测)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始运动方向如图所示,则(A)A.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:由安培定则可知,通电导线右方磁场方向垂直纸面向里,则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右,所以电子向右偏;由于洛伦兹力不做功,所以电子速率不变.7.如图所示,一圆形区域内存在匀强磁场,AC为直径,O为圆心,一带电粒子从A沿AO方向垂直射入磁场

6、,初速度为v1,从D点射出磁场时的速率为v2,则下列说法中正确的是(粒子重力不计)(B)A.v2>v1,v2的方向必过圆心B.v2=v1,v2的方向必过圆心C.v2>v1,v2的方向可能不过圆心D.v2=v1,v2的方向可能不过圆心解析:带电粒子所受的洛伦兹力不对它做功,动能不变,v2=v1,带电粒子从A点进入匀强磁场,从D点射出,轨迹如图所示,O1为轨迹的圆心,由对称性可知v2的方向必过圆心,正确的答案为B.8.(2014济南历城期末)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.若速度相同的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

7、相关说法中正确的是(BD)A.速度选择器的P1极板带负电,P2极板带正电B.粒子在B2磁场中运动半径不同,运动时间也不相同C.粒子在B2磁场中运动半径不同,说明离开速度选择器时速度大小不同D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,荷质比q/m越小解析:粒子在速度选择器中所受洛伦兹力方向向上,所受静电力向下,因而P1极板带正电,P2极板带负电,选项A错误;由qvB2=mv2r,得r=mvqB2,粒子进入磁场时的速度相同,r不同,mq不同,在磁场中运动时间t=T2=mB2q,运动时间不相同,选项B正确,C错误;由r=mvqB2可知,r越大,qm越小,选项D正确.9.(2014日照期末)如图所示,两个光滑

8、的半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道的最低点,则(BD)A.两小球到达轨道最低点的速度vM=vNB.两小球到达轨道最低点的速度vM>vNC.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中小球不能到达轨道的另一端解析:两种情况由动能定理得mgR=12mvM2,mgR-qER=12mvN2,所以vM>vN,选项A错误,B正确;小球在磁场中运动的平均速率大于在电场中运动的平均速率,运动的弧长相同,因而小球第一次到达M点的时间小于小球

9、第一次到达N点的时间,选项C错误;小球在磁场中洛伦兹力不做功,机械能守恒,能到达轨道另一端,而在电场中,静电力做负功,因而小球不能到达轨道的另一端,选项D正确.二、填空题(共12分)10.(6分)如图所示,若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直,面积分别为S1和S2,且S1>S2,磁场限制在ABCD区域,则闭合电路abcd的磁通量为. 解析:因为=BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积,穿过S1和S2的磁通量是相同的,=BS2.答案:BS211.(6分)如图为“电流天平”,可用于测定磁感应强度.在天平的右端挂有一矩形线圈,设其匝数n=5,底边cd长L

10、=20 cm,放在垂直于纸面向里的待测匀强磁场中,且线圈平面与磁场垂直.当线圈中通入如图所示方向的电流I=100 mA时,调节砝码使天平平衡.若保持电流大小不变,使电流方向反向,则要在天平右盘加质量m=8.2 g的砝码,才能使天平再次平衡.则cd边所受的安培力大小为N,磁感应强度B的大小为T(g=10 m/s2). 解析:电流方向反向,则安培力大小不变,由竖直向下变为竖直向上,则F=2nBIL=mg,所以cd边所受安培力大小F安=12mg=4.1×10-2 N,磁感应强度B=mg2nIL=8.2×10-3×102×5×100×

11、;10-3×0.2 T=0.41 T.答案:4.1×10-20.41三、计算题(共43分)12.(12分)如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外,磁感应强度为B,一带正电的粒子(不计粒子重力)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正向的夹角为,若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L,求该粒子的带电荷量和质量之比q/m.解析:由图可知:L2=Rsin 又R=mv0qB由得:qm=2v0sinBL.答案:2v0sinBL13.(2014台州期末)(14分)如图所示,水平放置的两平行金属导轨间距L=0.5 m,所接电源的

12、电动势E=1.5 V,内阻r=0.2 ,R1=2.6 ,金属棒的电阻R2=0.2 ,与平行导轨垂直,其余电阻不计,金属棒处于磁感应强度B=2.0 T、方向与水平方向成60°角的匀强磁场中.在接通电路后金属棒保持静止,则 (1)金属棒受到的安培力的大小和方向如何?(2)若棒的质量m=5×10-2 kg,此时导轨对它的支持力是多少(g=10 m/s2)?解析:(1)由闭合电路欧姆定律有:I=ER1+R2+r=1.52.6+0.2+0.2 A=0.5 A,安培力F=BIL=2.0×0.5×0.5 N=0.5 N,由左手定则可知其方向与导轨平面成30°

13、角斜向左上方.(2)设金属棒所受支持力为FN,金属棒受力如图所示.由竖直方向受力平衡知:FN+Fsin 30°-mg=0解得:FN=0.25 N.答案:(1)0.5 N,方向与导轨平面成30°角斜向左上方(2)0.25 N14.(2014周口调研)(17分)如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、场区宽度为L.在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场.磁感应强度B未知,圆形磁场区域半径为r.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O为圆心,MON=120°,粒子重力可忽略不计.求:(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度的大小;(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;(3)若粒子在离开磁场前某时刻,磁感应强度方向不变,大小突然变为B1,此后粒子恰好被束缚在该磁场中,则B1的最小值为多少?解析:(1)设粒子经电场加速后的速度为v,根据动能定理有qEL=12mv2,解得v=2qELm.(2)粒