高考物理一轮复习 第3章 磁场练习

选修3-1第三章磁场选择题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1．D解析：磁感线是闭合的曲线，没有出发点和终止点，A选项错。磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场力的方向垂直，B选项错。磁感线的疏密可定性表示磁场强弱，不是沿磁感线方向磁场减弱，C选项错。通电导体在磁场中受的安培力最小为零，最大为BIl，同一通电导体在不同的磁场中安培力在零到BIl之间，由此可见D选项正确。2．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点磁感应强度最小2．B解析：由安培定则判断出通电导线在A、B、C、D四点产生的磁场方向，根据磁场的叠加可知B正确。3．下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是()A．甲图中，导线通电后磁针发生偏转B．乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用C．丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近D．丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离3．B解析：甲图中小磁针发生偏转是由于受到了电流产生的磁场作用；丙、丁中两电流间的相互作用是通过电流产生的磁场发生的；乙图中导体棒受到力是由于受到了磁铁磁场作用，故选B。4．如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，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θ角，则导体棒受到的()A．安培力大小为BIlB．安培力大小为BIlsinθC．摩擦力大小为BIlcosθD．支持力大小为mg－BIlcosθ4．A解析：对导体棒受力分析如图，安培力F＝BIl，A正确，B错误；根据平衡条件得：Ff＝BIlsinθ，FN＝mg＋BIlcosθ，故C、D错误。5．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()5．A解析：由r＝eq\f(mv,qB)可知，粒子甲、乙运动的半径之比为2∶1，C、D错误。洛伦兹力提供向心力，由左手定则判定A正确，B错误。6.如图所示,三根长直导线垂直于纸面放置,通以大小相同、方向如图所示的电流,ac⊥bd,且ab=ad=ac,则a点处磁感应强度的方向为()A.垂直于纸面向外 B.垂直于纸面向里C.沿纸面由a向d D.沿纸面由a向c6.C解析:因为ab=ad,则b与d两直导线电流产生的磁场可互相抵消,a点磁感应强度的方向决定于c中的电流,根据安培定则可判断,a点的磁感应强度的方向沿纸面由a向d.故选C.7.如图所示,磁场方向竖直向下,通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2,通电导线所受安培力是()A.数值变大,方向不变B.数值变小,方向不变C.数值不变,方向改变D.数值、方向均改变7.B解析:安培力的计算公式为F=BILsinθ,其中θ表示磁场方向与通电直导线之间的夹角,本题中θ变小,所以安培力变小;根据左手定则,安培力既垂直于磁场方向,也垂直于电流方向,即安培力垂直于磁场和电流所构成的平面,本题中安培力的方向不变,仍垂直于纸面所在平面.综上分析,只有选项B正确.8．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8．D解析：微粒受重力、电场力和洛伦兹力。电场力可能对微粒做功，也可能不做功，故A、B错误。重力和电场力不可能平衡，C错误。重力、电场力、洛伦兹力有可能平衡，故D正确。9.如图所示,匀强电场水平向右,匀强磁场垂直纸面向里,带正电的小球在场中静止释放,最后落到地面上.关于该过程,下述说法正确的是()A.小球做匀变速曲线运动B.小球减少的电势能等于增加的动能C.电场力和重力做的功等于小球增加的动能D.若保持其他条件不变,只减小磁感应强度,小球着地时动能不变9.C解析:小球在运动过程中所受洛伦兹力不停变化,合外力不恒定,不可能做匀变速曲线运动,故选项A错;电场力做的功等于电势能的减少量,电场力做的功和重力做的功之和等于小球的动能增量,故选项B错误,选项C正确;只减小磁感应强度,会导致洛伦兹力减小,飞行的水平距离减小,电场力做功减小,则小球落地时动能减小,故选项D错.故选C.10.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、垂直纸面向里的匀强磁场.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10.D解析:微粒受重力、电场力和洛伦兹力.电场力可能对微粒做功,也可能不做功,故A、B错误.重力和电场力不可能平衡,C错误.重力、电场力、洛伦兹力有可能平衡,故D正确.二、非选择题11、电子（e，m）以速度ｖ0与ｘ轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，经一段时间后，打在ｘ轴上的P点，如图10所示，则P点到O点的距离为＿＿＿＿，电子由O点运动到P点所用的时间为＿＿＿＿＿11mv0/eB、πm/3eB12、如图11所示，带负电的小球从右端向左经过最低点A时，悬线张力为T1，当小球从左向右经过最低点A时，悬线张力为T2，则T1＿＿T2（填＞、＜或＝）12、＜13.如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r．现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为，方向． 13.，垂直纸面向外14、如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m、带电量为一q的小球，恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω，那么，匀强磁场的磁感应强度的大小为，未知电场的最小场强的大小为，方向沿。14.答案：沿斜面向下解析：由于15．在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？15.（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径 eq\o\ac(○,1)又 eq\o\ac(○,2)则粒子的比荷 eq\o\ac(○,3)（2）粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°角，故AD弧所对圆心角60°，粒子做圆周运动的半径 eq\o\ac(○,4)又 eq\o\ac(○,5)所以eq\o\ac(○,6)粒子在磁场中飞行时间eq\o\ac(○,7)16.已研制出的一种可以投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接.开始时炮弹在导轨的一端,通电流后,炮弹会被磁场力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出.设两导轨之间的距离d=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=0.30kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示.可认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里.若炮弹射出速度为v=2.0×103m16:6.0×10解析:在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F=IdB①设炮弹加速度的大小为a,则有F=ma②炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而v2=2aL③[]联立①②③式得I=1代入题给数据得I=6.0×10517.如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求:(1)电场强度大小E.(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r.(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.17:(1)mv022qh(2)2解析:(1)粒子的运动轨迹如图所示,设粒子在电场中运动的时间为t1,x方向:2h=v0t1,y方向:h=12at根据牛顿第二定律:Eq=ma求得E=mv(2)根据动能定理,Eqh=12mv2-12m将E的表达式代入上式,可求得v=2v0再根据Bqv=mv2r,求出r=(3)粒子在电场中运动的时间:t1=2hv0粒子在磁场中运动的周期:T=设粒子射入磁场时与x轴成α角,在磁场中运动的圆弧所对圆心角为β则cosα=v0v=22,α=45°因射出磁场时的速度方向垂直于y轴,故所以粒子在磁场中运动的时间为t2=38T总时间t=t1+t2=2hv|18．载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B＝kI/r，式中常量k＞0，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0。当MN通以强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1；当MN内的电流强度变为I2时，两细线的张力均大于T0。(1)分别指出强度为I1、I2的电流的方向；(2)求MN分别通以强度为I1和I2电流时，线框受到的安培力F1与F2大小之比；(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3。18．答案：(1)I1的方向向左，I2的方向向右(2)I1∶I2(3)eq\f(T0a－g,T0－T1g)I1解析：(1)I1方向向左，I2方向向右。(2)当MN