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1、金溪一中2017届高三（1）班磁场单元测试题一、选择题（1-7为单项选择题，8-10为多项选择题）1.如下左图所示，为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况，以O点(图中白点)为坐标原点，沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为()2.如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则()A该磁场是匀强磁场B线圈平面总与磁场方向垂直C线圈将逆时针转动Da、b导线受到的安培力大小总为BI3.如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在的垂直纸面向里运动的匀
2、速电子束。MOP60，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1。若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2。那么F2与F1之比为()A.1B.2C11 D124.带电粒子以初速度v0从a点垂直y轴进入匀强磁场，如图所示。运动中经过b点，OaOb，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点垂直y轴进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为()Av0 B1 C2v0 D. v0/25. 如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板
3、的方向从两板正中间射入，穿过两板后又沿垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为（ ）Ad随v0增大而增大，d与U无关Bd随v0增大而增大，d随U增大而增大Cd随U增大而增大，d与v0无关Dd随v0增大而增大，d随U增大而减小6.如图所示，在真空中一个光滑的绝缘的水平面上，有直径相同的两个金属球A、C质mA=0.01kg，mC=0.005kg静止在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中的C球带正电，电量qC=1102 C在磁场外的不带电的A球以速度v0=20m/s进入磁场中与C球发生正碰后，C球对水平面压力恰好为零，设向右为正，则
4、碰后A球的速度为（）A.5m/s B.10m/s C.15m/s D.20m/s7.如下左图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行。用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )8.如图所示，质量为m，长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计。匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方且垂直于导体棒，开关闭合后导体棒开始运动，则（ ）A.导体棒向左运动B.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为C.开关闭合瞬间导体棒MN所受安培力为D开关闭合瞬间导体棒MN的加速度为9.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图
5、中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力，下列说法正确的是 （ ）A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大10.如图所示，abcd为一正方形边界的匀强磁场区域，磁场边界边长为L，三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入，粒子1从b点射出，粒子2从c点射出，粒子3从cd边垂直于磁场边界射出，不考虑粒子的重力和粒子
6、间的相互作用。根据以上信息，可以确定()A粒子1带负电，粒子2不带电，粒子3带正电B粒子1和粒子3的比荷之比为21C粒子1和粒子3在磁场中运动时间之比为11D粒子3的射出位置与d点相距L/2二、计算题11.如图所示，在倾角为37的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6102 kg的通电直导线，电流大小I1 A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中。设t0时，B0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？(g取10 m/s2)12.粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边，MN恰好在水平位置，如图.已知
7、MN的质量m10 g，MN的长度49 cm，沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁感应强度B0.5 T。(取g9.8 m/s2) (1)要使两根弹簧能处于自然状态，既不被拉长，也不被压缩，MN中应沿什么方向、通过多大的电流？(2)若导线中有从M到N方向的、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了x1 mm，求弹簧的劲度系数。(3)当由N到M方向通过0.2 A的电流时，两根弹簧被拉长多少？13.如图，在直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m5.0108 kg、电荷量为q1.0106 C的带电粒子，从P点以v20 m/s的速度沿图示方向进入磁场，已知OP30 cm。(不
8、计粒子重力，sin 370.6，cos 370.8) (1)若磁感应强度B2.0 T，粒子从x轴上的Q点(图中未画出)离开磁场，求OQ的距离；(2)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B满足的条件。14.如图所示装置中，区域和中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和E/2,区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B .一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60角射入区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入区域的匀强电场中。求：（1）粒子在区域匀强磁场中运动的轨道半径（2）O、M间的距离（3）粒
9、子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间15.重力不计的带正电的粒子，质量为m，电荷量为q，由静止开始，经加速电场加速后，垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动，圆心为O，半径为r可将带电粒子的运动等效为一环形电流. （1）求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的电流大小；（2）在O点置一固定点电荷A，取适当的加速电压，使粒子仍可绕O做半径为r的圆周运动现使磁场反向，但保持磁感应强度B的大小不变，改变加速电压，使粒子仍能绕O做半径为r的圆周运动，两次所形成的等效电流之差的绝对值为I假设两次做圆周运动的线速度分别为V1、V2，试用m、q、r、B、V1（或V2）写出两次
10、粒子所受库仑力的表达式，确定A所带电荷的电性，并用m、q、B写出I的表达式参考答案1.C 2.D 3.B 4.C 5.A 6.B 7.C 8.BC 9.BD 10.BD11解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。由平衡条件得FTcos 37F FTsin 37mg两式联立解得F0.8 N由FBIL得B2 T由题意知，B与t的变化关系为B0.4t 代入数据得t5 s12.解析(1)只有MN受到的安培力方向竖直向上且等于MN的重力时，两根弹簧才能处于自然状态。根据左手定则，MN中的电流方向应由M到N，电流的大小由mgBIl求得I A0.4 A。(2)导线中通过由M到N方向的电流时，受到竖
11、直向上的安培力作用，被拉长的两根弹簧对MN有竖直向上的拉力，MN受到竖直向下的重力，平衡时有：BI1l2kxmg可得弹簧的劲度系数k N/m24.5 N/m。(3)当电流方向由N向M时，MN所受安培力竖直向下，平衡时有：2kxmgBI2l由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度x m0.003 m。13.解析(1)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qvB，即R，代入数据得R0.50 m，而OP0.50 m，故圆心一定在x轴上，轨迹如图甲所示。由几何关系可知OQRRsin 53，故OQ0.90 m。(2)带电粒子不从x轴射出的临界情况如图乙所示由几何关系得OPRRcos 53 R由并代入数据得
12、B T5.33 T。14.解：（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛运动的规律知v= 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定得Bqv=mR=mv0/qB（2）设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a则有qE=ma v0tan60=at1 即t1O、M两点间的距为L=at12=（3）设粒子在区域磁场中运动时间为t2则由几何关系知轨道的圆心角AO1D=60，则t2=设粒子在区域电场中运行时间为t3，则牛顿第二定律得a 则 t3=故粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为 t=t1+t2+t3=+15. 解：（1）粒子在磁场中匀速圆周运动，有 得：又 可得 所以（2）电荷A应为负电荷否则不可能两次均绕A做圆周运动若库仑力F和磁场力同向， 则得若库仑力F和磁场力反向，则得 又 则得I=I1-I2由以上可解得：8
