高中物理第三章磁场章末综合检测教科版选修31

第三章磁场(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(此题共10小题，每题4分，共40分.在每题给出的四个选项中，起码有一个选项正确.所有选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.(广州高二检测)以下对于磁场和磁感线的描绘中正确的选项是（）A.磁感线能够形象地描绘各点磁场的方向B.磁感线是磁场中客观存在的线C.磁感线老是从磁铁的N极出发，到S极停止D.实验中察看到的铁屑的散布就是磁感线分析：选A.磁感线是为了形象描绘磁场而引入的设想线，它能够描绘磁场的强弱和方向，A对，B错.磁铁的外面，磁感线从N极出发到S极，内部从S极到N极，内外面磁感线为闭合曲线，C错.实验中察看到的铁屑的散布不过模拟磁感线的形状，不是磁感线，磁感线是看不到的，D错.2.如图3－8所示，带负电的金属围绕其轴OO′匀速转动时，放在环顶部的小磁针最后将（）图3－8A.N极竖直向上B.N极竖直向下C.N极水平向左D.小磁针在水平面内转动分析：选C.带电金属环形成逆时针电流(从右向左看)，据安培定章能够确立，经过金属环轴OO′处的磁场方向水平向右，小磁针处的磁场方向水平向左，故小磁针N极最后水平指向左方，C项正确.在磁感觉强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平搁置一根通电长直导线，电流的方向垂直于纸面向里.如图3－9所示，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（）1图3－9A.c、d两点的磁感觉强度大小相等B.a、b两点的磁感觉强度大小相等C.c点的磁感觉强度的值最小D.b点的磁感觉强度的值最大分析：选C.通电直导线在c点的磁感觉强度方向与0的方向相反，b、d两点的电流磁场与BB0垂直，a点电流磁场与B0同向，由磁场的叠加知c点的合磁感觉强度最小.4.长直导线AB邻近，有一带正电的小球，用绝缘丝线悬挂在M点，当导线AB通以如图3－10所示的恒定电流时，以下说法正确的选项是（）图3－10小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里小球受磁场力的作用，方向与导线AB垂直且指向纸外C.小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左D.小球不受磁场力作用分析：选D.电场对此中的静止电荷、运动电荷都有力的作用，而磁场只对此中的运动电荷才有力的作用，且运动方向不可以与磁场方向平行，所以只有D选项正确.5.(杭州高二检测)时时刻刻都有大批宇宙射线向地球射来，地磁场能够改变射线中大部分带电粒子的运动方向，使他们不可以抵达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义.假定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（）图3－11A.向东偏转B.向南偏转C.向西偏转D.向北偏转分析：选A.赤道邻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2左手定章能够确立，它遇到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转，A正确.6.对于磁通量，以下说法中正确的选项是（）磁通量不单有大小并且有方向，所以是矢量磁通量越大，磁感觉强度越大C.经过某一平面的磁通量为零，该处磁感觉强度不必定为零D.磁通量就是磁感觉强度分析：选C.磁通量是标量，没有方向，故A不对；，由Φ＝BS知Φ是由B和S两个要素决定，Φ较大，有可能是因为S较大造成的，所以以为磁通量越大，磁感觉强度越大是错误的，故B不对；由Φ＝BS⊥知，当线圈平面与磁场平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感觉强度B不为零，故C对；磁通量和磁感觉强度是两个不一样的物理量，故D不对.故正确答案为C.7.(福建师大附中高二检测)如图3－12所示，一个带正电的物体，从固定的粗拙斜面顶端沿斜面滑究竟端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，则物体沿斜面滑究竟端时的速度（）图3－12A.变小B.变大C.不变D.不可以确立分析：选B.加上匀强磁场后，物体向下运动时遇到一个垂直斜面向上的洛伦兹力，物体对斜面的压力变小，所受摩擦力变小，战胜摩擦力做功减少，由动能定理知，加上磁场后，物体抵达斜面底端时的动能变大，速度变大，B正确.8.“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球近距离勘探，在月球重力散布、磁场散布及元素测定方面获得了新成就.月球上的磁场极其轻微，经过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可剖析月球磁场的强弱散布状况，图3－13是探测器经过月球表面a、、bc、d四个地点时，拍摄到的电子运动轨迹照片.设电子速率同样，且与磁场方向垂直，则可知四个地点的磁场从强到弱的摆列正确的选项是（）图3－13A.Bb→Ba→Bd→BcB.Bd→Bc→Bb→BaC.Bc→Bd→Ba→BbD.Ba→Bb→Bc→Bd分析：选D.电子在磁场中做匀速圆周运动，由题图可知在a、b、c、d四图中电子运动轨迹3mv的半径大小关系为Rd＞Rc＞Rb＞Ra，由半径公式R＝qB可知，半径越大，磁感觉强度越小，所以Ba＞Bb＞Bc＞Bd，D正确.9.如图3－14所示，有一混淆正离子束先后经过正交电场磁场地区Ⅰ和匀强磁场地区Ⅱ，如果这束正离子束在地区Ⅰ中不偏转，进入地区Ⅱ后偏转半径又同样，则说明这些正离子拥有同样的（）图3－14A.速度B.质量C.电荷D.荷质比分析：选AD.设电场的场强为，因为粒子在地区Ⅰ里不发生偏转，则＝1，得v＝E；EEqBqvB1EmvmEm当粒子进入地区Ⅱ时；偏转半径又同样，所以R＝B1Bq＝＝，应选项A、D正确.221210.如图3－15所示，两个半径同样的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中.轨道两头在同一高度上，轨道是圆滑的.两个同样的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止开释.M、N为轨道的最低点，下边的说法正确的选项是（）图3－15A.两小球抵达轨道最低点的速度vM＜vNB.两小球抵达轨道最低点时对轨道的压力FM＜FNC.小球第一次抵达M点的时间大于小球第一次抵达N点的时间D.在磁场中小球能抵达轨道的另一端，在电场中小球不可以抵达轨道的另一端分析：选D.在磁场中运动时，只有重力做正功，在电场中运动时，重力做正功、电场力做负功，由动能定理可知：12mgHM＝2mv12N故v＞v，A不正确.MN最低点M时，支持力与重力和洛伦兹力的协力供给向心力，最低点N时，支持力与重力的合4m的砝码后，天平从头均衡，由此可知：磁感觉强度的方向力供给向心力.因vM＞vN，故压力FM＞FN，B不正确.在电场中因有电场力做负功，有部分机械能转变为电势能，故小球不可以抵达轨道的另一端.D正确.二、填空题(此题共2小题，每题6分，共12分.把答案填在题中的横线上)如图3－16所示的天平可用来测定磁感觉强度，天平的右臂下边挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向顺时针，如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平均衡.当电流反向(大小不变)时，右侧再加上质量为为________，大小为________.图3－16分析：由剖析知当磁场方向向里时，导线受力方向向下，当磁场方向向外时，导线受力方向向上，因为电流反向时再在右侧加砝码，说明导线框所受力减小了，由此可得磁场方向向里.由题意知，第一次通电时，线圈的安培力向下，第二次通电时线圈遇到的安培力向上，所以右侧又加质量为的砝码，所以＝2NIlB，得＝mg.mmgB2NIl答案：垂直纸面向里

mg2NIl12.(江苏启东中学高二检测)磁流体发电机是一项新兴的技术，它能够将内能直接转变为电能.如图3－17为其表示图.平行金属板A、B间有一个很强的磁场，将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大批的正、负带电粒子)喷入磁场，A、B间便产生电压.假如把A、B和用电器连结，A、B就是直流电源的两极.图中的________板是发电机的正极；若A、B间的宽度为a，A、B的板宽为b，板间的磁场为匀强磁场，磁感觉强度为B，等离子体为速度v沿垂直于B的方向射入磁场，该发电机的电动势为________.图3－17分析：用左手判断知正粒子向下偏，所以B板电势高.当两板间的粒子不再偏转时达到稳固，5U此时每个粒子都均衡：qvB＝qa，电动势U＝Bav.答案：BBav三、计算题(此题共4小题，共48分.解答时应写出必需的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位)13.(10分)如图3－18所示，匀强磁场中搁置一与磁感线平行的薄铅板，一个带电粒子进入匀强磁场，以半径R1＝20cm做匀速圆周运动，第一次垂直穿过铅板后以半径R2＝19cm做匀速圆周运动，则带电粒子能够穿过铅板的次数是多少？图3－18分析：粒子每穿过铅板一次损失的动能为：k1212q2B2221－2＝(1－2)E＝mvmv2mRR22粒子穿过铅板的次数为：122mv12＝212＝10.26次＝RnkR1－R2E取n＝10次.答案：10次14.(12分)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感觉强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图3－19所示，问：图3－19当ab棒静止时，遇到的支持力和摩擦力各为多少？若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小起码为多少？此时B的方向怎样？分析：从b向a看其受力如下图.6水平方向：f＝FAsinθ①竖直方向：N＋FAcosθ＝mg②E又FA＝BIL＝BRL③联立①②③得：BLEcosθBLEsinθN＝mg－，f＝.RR(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，须使所受安培力竖直向上，则有FA＝mgminmgRB＝EL，依据左手定章判断磁场方向水平向右.cosθsinθ答案：(1)mg－RRmgREL，方向水平向右15.(12分)如图3－20所示，一带正电的质子从O点垂直NP板射入，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，已知两板之间距离为d，板长为d，O点是板的正中间，为使粒子能射出两板间，试求磁感觉强度B的大小(质子的带电荷量为e，质量为m，速度为v0).图3－20分析：第一种极端状况从M点射出，此时轨道的圆心为O′点，由平面几何知识可得R2＝d212504040＋(R－d)即R＝d.而带电粒子在磁场中的轨道半径R又为R＝mv，所以B1＝mv＝mv.24qB15dq5de第二种极端状况是粒子从N点射出，此时粒子正好运动了半个圆，其轨道半径为1R′＝d.41mv04mv0所以d＝，B2＝.4qB2de7综合上述两种状况，4040得5de≤B≤de.答案：4mv0≤≤4mv05deBde16.(14分)如图3－21所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感觉强度的大小为B，方向垂直于纸面向外.有一质量为m、带电荷量为＋q的质点由电场左边平行于x轴射入电场.质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角为φ，A点与原点的距离为d，接着，质点进入O磁场，并垂直于OC飞离磁场.不计重力影响.若OC与x轴的夹角为φ，求：图3－21粒子在磁场中运动速度的大小；匀强电场的场强盛小.分析：(1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧.因为质点飞离磁场时，速度垂直于OC，故圆弧的圆心在OC上.依题意，质点轨迹与x轴的交点为A，过A点作与A点的速度方向垂直的直线，与OC交于O′.如下图，由几何关系知，AO′垂直于O′C