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1、人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 1 章末综合检测 一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分，每小题只有一个选项 正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1关于磁通量，正确的说法有( ) A磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量 B在匀强磁场中，a 线圈面积比 b 线圈面积大，则穿过 a 线圈的磁通量一定比 穿过 b 线圈的大 C磁通量大，磁感应强度不一定大 D把某线圈放在磁场中的 M、N 两点，若放在 M 处的磁通量比在 N 处的大， 则 M 处的磁感应强度一定比 N 处大 解析：磁通量是标量，大小与 B、S 及放置角度均有关，只有 C
2、项说法完全正 确 答案：C 2如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在条形磁体 N 极附近竖直下落， 保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置经过位置到位置，且位 置和都很靠近位置.在这个过程中，线圈中的磁通量( ) A是增加的 B是减少的 C先增加，后减少 D先减少，后增加 解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁体的磁 极附近磁感线的分布情况线圈位于位置时，磁通量为零，故线圈中磁通量 是先减少，后增加的 答案：D 3.如图所示，一根有质量的金属棒 MN，两端用细软导线连接 后悬于 a、b 两点，棒的中部处于方向垂直于纸面向里的匀强 磁场中，棒中通有电
3、流，方向从 M 流向 N，此时悬线上有拉 人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 2 力为了使拉力等于零，可以( ) A适当减小磁感应强度 B使磁场反向 C适当增大电流 D使电流反向 解析：首先对 MN 进行受力分析，受竖直向下的重力 G，受两根软导线的竖直 向上的拉力和竖直向上的安培力处于平衡时有 2FBILmg，重力 mg 恒定 不变，欲使拉力 F 减小到 0，应增大安培力 BIL，所以可增大磁场的磁感应强 度 B 或增加通过金属棒中的电流 I，或二者同时增大 答案：C 4如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场 和磁场相互垂直在电磁场区
4、域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套 有一个带正电的小球O 点为圆环的圆心，a、b、c 为圆环上的三个点，a 点为 最高点，c 点为最低点，Ob 沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相 等现将小球从环的顶端 a 点由静止释放下列判断正确的是( ) A当小球运动的弧长为圆周长的 时，洛伦兹力最大 1 4 B当小球运动的弧长为圆周长的 时，洛伦兹力最大 1 2 C小球从 a 点运动到 b 点，重力势能减小，电势能增大 D小球从 b 点运动到 c 点，电势能增大，动能先增大后减小 解析：将电场力与重力合成，合力方向斜向左下方与竖直方向成 45角，把电 场与重力场看成一个等效场，其等效最低点在
5、点 b、c 之间，小球从 b 点运动到 c 点，动能先增大后减小，且在等效最低点的速度和洛伦兹力最大，则 A、B 两 项错，D 项正确；小球从 a 点到 b 点，电势能减小，则 C 项错 答案：D 5如图所示，在边长为 2a 的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强 磁场，一个质量为 m、电荷量为q 的带电粒子(重力不计)从 AB 边的中点 O 以 速度 v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 AB 边的夹角为 人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 3 60.若要使粒子能从 AC 边穿出磁场，则匀强磁场的大小 B 需满足( ) AB BB 3mv
6、3aq 3mv 3aq CB DB 3mv aq 3mv aq 解析：粒子刚好达到 C 点时，其运动轨迹与 AC 相切，则粒子运动的半径为 r0a.由 r得，粒子要能从 AC 边射出，粒子运动的半径 rr0，解得 B 3 mv qB ，选项 B 正确 3mv 3aq 答案：B 6.如图所示，一个静止的质量为 m、带电荷量为 q 的粒子(不计 重力)，经电压 U 加速后垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 粒子打至 P 点，设 OPx，能够正确反应 x 与 U 之间的函数关 系的是( ) 解析：带电粒子在电场中做加速运动，由动能定理有 qU mv2，带电粒子在磁 1 2 场中做匀速圆周运动有
7、 ，整理得 x2U，故 B 正确 x 2 mv qB 8m qB2 答案：B 二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分，每小题有多个选项符 合题意，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 7(2017高考全国卷)如图，三根相互平行的固定长直导线 L1、L2和 L3两两等距，均通有电流 I，L1中电流方向与 L2中的相同， 人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 4 与 L3中的相反下列说法正确的是( ) AL1所受磁场作用力的方向与 L2、L3所在平面垂直 BL3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直 CL1、L2和 L3单位长度所受的磁场
8、作用力大小之比为 11 3 DL1、L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1 33 解析：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥对 L1受力分析， 如图所示，可知 L1所受磁场力的方向与 L2、L3所在的平面平行， 故 A 错误；对 L3受力分析，如图所示，可知 L3所受磁场力的 方向与 L1、L2所在的平面垂直，故 B 正确；设三根导线间两两 之间的相互作用力为 F，则 L1、L2受到的磁场力的合力等于 F，L3受的磁场力的合力为F，即 L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为 3 11，故 C 正确，D 错误 3 答案：BC 8一个不计重力的带电粒子以初速度 v0垂直于电场方向向右射
9、入匀强电场区 域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场和磁场区域有明确的分界线， 且分界线与电场方向平行，如下列图中的虚线所示在选项图所示的几种情况 下，可能出现的是( ) 解析：A、C 选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，在进入磁场后， A 图中粒子应逆时针转，C 图中粒子应顺时针转，A 正确，C 错误同理可以 判断，B 错误，D 正确 答案：AD 9电子以垂直于匀强磁场的速度 v，从 a 点进入长为 d、宽为 L 的磁场区域， 偏转后从 b 点离开磁场，如图所示，若磁场的磁感应强度为 B，那么( ) 人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 5 A电子在磁
10、场中的运动时间 t d v B电子在磁场中的运动时间 t C洛伦兹力对电子做的功是 WBev2t D电子在 b 点的速度值也为 v 解析：由于电子做的是匀速圆周运动，故运动时间 t，A 错误，B 项正确； 由洛伦兹力不做功可得 C 错误，D 正确 答案：BD 10为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管 末端安装了如图所示的流量计该装置由绝缘材料制成，长、 宽、高分别为 a、b、c，左右两端开口在垂直于上下底面方 向加磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，在前后两个内侧面分 别固定有金属板作为电极污水充满管口中从左向右流经该装置时，接在 M、N 两端间的电压表将显示两极间的电压 U.若用
11、 Q 表示污水流量(单位时间内 排出的污水体积)，下列说法中正确的是( ) AN 端的电势比 M 端的高 B若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零 C电压表的示数 U 跟 a 和 b 都成正比，跟 c 无关 D电压表的示数 U 跟污水的流量 Q 成正比 解析：由左手定则可知，不管污水带何种电荷，都有 NM，选项 A 正确，选 项 B 错误当电荷受力平衡时有 qvBq ，v，流量 QSv，选项 C U b U bB cU B 错误，选项 D 正确 答案：AD 三、非选择题(本题共 3 小题，共 46 分，解答时应写出必要的文字说明、方程 式和演算步骤，有数值计算的要注明单位) 11.(1
12、5 分)如图所示，两根平行金属导轨 M、N，电阻不计，相 距 0.2 m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为 m 5 102kg 的金属棒 ab，ab 的电阻为 0.5 .两金属导轨一端通过电阻 R 和 人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 6 电源相连，电阻 R2 ，电源电动势 E6 V，电源内阻 r0.5 .如果在装置 所在的区域加一个匀强磁场，使 ab 对导轨的压力恰好是零，并使 ab 处于静止 状态，(导轨光滑，g 取 10 m/s2)求所加磁场磁感应强度的大小和方向 解析：因 ab 对导轨压力恰好是零且处于静止状态，ab 所受安培力方向一定竖 直向上且大小等于
13、重力，由左手定则可以判定 B 的方向应为水平向右 ab 中的电流 I A2 A， E Rrrab 6 20.50.5 FILBmg， B T1.25 T. mg IL 5 102 10 2 0.2 答案：1.25 T 水平向右 12.(15 分)(2017高考全国卷)如图，空间存在方向垂直于纸 面(xOy 平面)向里的磁场在 x0 区域，磁感应强度的大小 为 B0；x0 区域，磁感应强度的大小为 B0(常数 1)一 质量为 m、电荷量为 q(q0)的带电粒子以速度 v0从坐标原点 O 沿 x 轴正向射 入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿 x 轴正向时，求：(不计重力) (1)粒子运动
14、的时间； (2)粒子与 O 点间的距离 解析：(1)粒子的运动轨迹如图所示带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的 向心力由洛伦兹力提供，设在 x0 区域，圆周半径为 R1；设在 x0 区域，圆 周半径为 R2.由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得 qv0B0 mv2 0 R1 qv0(B0) mv2 0 R2 粒子速度方向转过 180时，所用时间 t1为 人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 7 t1 R1 v0 粒子再转过 180时，所用时间 t2为 t2 R2 v0 联立式得，所求时间 t0t1t2 1m qB0 (2)由几何关系及式得，所求距离为 d2(R1R2) 2
15、1mv0 qB0 答案：(1) (2) 1m qB0 21mv0 qB0 13(16 分)如图所示，一带电微粒质量为 m2.01011kg、 电荷量为 q 1.0105C，从静止开始经电压为 U1100 V 的电场加速后，从两平行金 属板的中间水平进入偏转电场中，微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角 30，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为 D34.6 cm 的匀强磁场区 域微粒重力忽略不计求： (1)带电微粒进入偏转电场时的速率 v1； (2)偏转电场中两金属板间的电压 U2； (3)为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度 B 至少多大？ 解析：(1)带电微粒经加速电场加速后速率为 v1， 根据动能定理有 U1q mv ， 1 22 1 人教版版 2018-2019 学年高中物理选修 3-1 课时作业 8 v1 1.0104 m/s. 2U1q m (2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用， 设微粒进入磁场时的速度为 v，则 v，解得 vv1. v1 cos 30 2 3 3 由动能定理有 m(v2v )q， 1 22 1 U2 2 解得 U266.7 V. (3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设 微粒恰好不从磁场右边射出时，做匀速圆周运动的轨道半径为 R， 由几何关系知 R
