人教版选修31第三章磁场单元测卷.docx

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人教版选修31第三章磁场单元测卷

综合评估检测卷

（二）磁场

、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分•每小题至少一个答案正确）

1•下列关于电场和磁场的说法中正确的是

A.电场线和磁感线都是封闭曲线

（）

B•电场线和磁感线都是不封闭曲线

C.通电导线在磁场中一定受到磁场力的作用

D.电荷在电场中一定受到电场力的作用

答案：

D

2•下列各图中，表示通电直导线所产生的磁场,

正确的是（）

XMX•••

XX«•

XXX•••

XXX•**

XX■

MXX

Xx•••XKX

•■■XXX

ABCD

答案：

B

3•在磁场中某一点，已经测岀一段0.5cm长的导线中通入0.01A的电流时，受到的安培力

为5.0X10「6n，则下列说法正确的是（）

A•该点磁感应强度大小-」定是0.1T

B•该点磁感应强度大小一定不小于0.1T

C.该点磁感应强度大小一定不大于0.1T

D.该点磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向

解析：

当通电导线与磁场方向垂直时，B=~=0.1T，当通电导线与磁场方向不垂直时B

FF

>—

ILsinaIL

答案：

B

4•在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动•现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（）

1

A.变为原来的4B•增大为原来的4倍

1

C.减小为原来的2D•增大为原来的2倍

答案：

D

5.

/r

左6右

初速度为V0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射岀，直导线中电流方向与电子的初始

运动方向如图所示，则（）

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：

由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子

所受洛伦兹力偏离电流，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变.

答案：

A

6.

如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图•当圆盘高速绕中心轴00'转动时，通电直导线所受磁场力的方

向是（）

A.竖直向上B.竖直向下

C.水平向里D.水平向外

解析：

由于带负电的圆环顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场

方向竖直向上•由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里.

答案：

C

7.

如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒

子流以速度v水平射入，为使粒子流经过磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在

一个匀强电场，关于此电场场强大小和方向的说法中，正确的是（）

A•大小为B/v，粒子带正电时，方向向上

B.大小为B/v，粒子带负电时，方向向上

C.大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关

D.大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关

解析：

当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡时，粒子流匀速直线通过该区域，有qvB=qE,

所以E=Bv.假设粒子带正电，则受向下的洛伦兹力，电场方向应该向上•粒子带负电时，电场方向仍应向上•故正确答案为D.

答案：

D

O丄―

XX:

XX

iB

XX；XX

b

I

X__X：

rjFXX

如图所示，框架面积为S,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的

磁通量的情况是（）

A•如图所示位置时等于BS

J3

B•若使框架绕00'转过60。

角，磁通量为三BS

C.若从初始位置转过90。

角，磁通量为零

D.若从初始位置转过180。

角，磁通量变化为2BS

解析：

11

y

0

為

7

rJ...—.

在如题图所示的位置时，磁感线与线框平面垂直，①二BS.当框架绕00'轴转过60°时可

一1

以将图改画成侧视图如图所示，①二BS±=BScos60°=-BS.转过90。

时，线框由与磁感线垂直穿

过变为平行，①二0.线框转过180。

时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了•因而

①1=BS，①2=—BS，△①=|①2—①i=2BS.综上所述，A、C、D正确.

答案：

ACD

9.

如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，

磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外.有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质

量、不同的速度，但都是一价正离子（）

A•只有速度v大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管

B•只有质量m大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管

C.只有质量m与速度v的乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管

D・只有动能Ek大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管

解析：

因为粒子能通过弯管要有一定的半径，其半径r=R.

答案：

C

用如图所示的回旋加速器来加速质子,

用下列哪几种方法？

（）

A•将其磁感应强度增大为原来的2倍

B•将其磁感应强度增大为原来的4倍

C.将D形金属盒的半径增大为原来的2倍

D.将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍

解析：

在磁场中由牛顿第二定律得

2

evB=m^①

质子的最大动能Ekm=^mv2②

要使质子的动能增加为原来的4倍，可以将磁感应强度增大为原来的2倍或将两D形金属盒的半径增大为原来的2倍，故B项错，A、C正确•质子获得的最大动能与加速电压无关，故

D项错.

答案：

AC

E

11.

误.

答案：

AD

12.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，

导线中通有大小相同的电流，方向如图所示•一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面

的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（）

A•向上

C.向左

B.向下

D•向右

解析：

a、b、c、d四根导线上电流大小相同，它们在O点形成的磁场的磁感应强度B大

小相同，方向如图甲所示.

O点合磁场方向如图乙所示，则由O点垂直纸面向外运动的带正电的粒子所受洛伦兹力方

向据左手定则可以判定向下.B选项正确.

答案：

B

二、计算题（本大题共4小题，共52分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

13.（10分）

如图所示，在磁感应强度B=1T的匀磁场中，用两根细线悬挂长L=10cm、质量m=5g的金属杆•在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零.

（1）求金属杆中电流的大小和方向;

2

⑵若每根悬线所受的拉力为0.1N，求金属杆中的电流的大小和方向（g取10m/s）.

解析：

（1）因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上且

F安=BIL=mg

解得|=0.5A，方向水平向右.

2F和安培力BIL的作用下平衡，所以有mg+BIL=2F

⑵金属导线在重力mg、悬线拉力解得1=1.5A，方向水平向左.

IX

X

MI.

14.（12分）

如图所示，一束电子（电荷量为e）以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强电场

场的时间是多少?

解析:

电子在磁场中运动时，只受洛伦兹力作用，故其轨道是圆弧的一部分，又因为洛伦兹力与速

作出粒子在磁场中运动

度v垂直，故圆心应在电子穿入和穿岀时所受洛伦兹力延长线的交点上,

的轨迹如图所示，从图中可以看岀，AB弧所对的圆心角0=30°=n

OB即为半径，由几何关系知

d

R=sin0=2d

由半径公式R=乎得m=鯉=沁

Bqvv

带电粒子通过AB弧所用的时间，即穿过磁场的时间

0112mnmn

t=T一T一—X

6Be3v

t=2n1一121一12Be

答案：

2Bednd

答案：

v3v

X

X

N

x

角，A点到MN的距离为d，带电粒子重力不计.

（2）求粒子在磁场中运动的时间t.

解析：

（1）粒子运动轨迹如图所示.

解析：

（1）粒子射入磁场后，由于不计重力，洛伦兹力提供圆周运动需要的向心力，根据

300°

所以，有t=36^t=

5x2nm

6Bq

5nm

3Bq

答案：

（1）v=也迴（2當

m3Bq

应强度B=0.2T,一个带正电的粒子以初速度

Vo=106m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁

16.（16分）在真空中，半径r=3x10「°m的圆形区域内有匀强磁场，方向如图所示，磁感

由图示的几何关系可知

tan30

⑵由图可知，粒子在磁场中运动的圆心角为300°

牛顿第二定律有

2

mv0qvoB=r

R=

（2）粒子在圆形磁场区域运动轨迹为一段半径R=5cm的圆弧，要使偏转角最大，就要求这

段圆弧对应的弦最长，

可知

即为图形区域的直径，粒子运动轨迹的圆心

r

sin0=r

0.6

0'在ab弦中垂线上，如图所示.

由几何关系

0=37

最大偏转角3=20=74°

答案：

（1）5X10「2m

（2）74