磁场单元测试卷解析（1）.doc

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1、高二上学期 单元测试卷（一）一、 选择题（本题共12小题；每小题4分，共48分） 1.(多选）关于磁场的下列说法正确的是() A磁场和电场一样，是同一种物质 B磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用 C磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律 D电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的 【答案】:BD 【解析】:电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，磁场是存在于磁体和电流周围的一种特殊物质，二者虽然都是客观存在的，但有本质的区别，A项错；磁体与磁体、磁体与电流，电流与电流间的相互作用的磁场力与其它性质的力一样，都遵循牛顿第三定律，所以C项错误；根据磁场的性质判断B、D项正

2、确 2（多选）一个质子穿过某一空间而未发生偏转，则() A可能存在电场和磁场，它们的方向与质子运动方向相同 B此空间可能有磁场，方向与质子运动速度的方向平行 C此空间可能只有磁场，方向与质子运动速度的方向垂直 D此空间可能有正交的电场和磁场，它们的方向均与质子速度的方向垂直【答案】:ABD 【解析】：带正电的质子穿过一空间未偏转，可能不受力，可能受力平衡，也可能受合外力方向与速度方向在同一直线上21世纪教育网版权所有 3.如图所示，带负电的金属环绕轴OO以角速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时()wwm AN极竖直向上 BN极竖直向下CN极沿轴线向左 DN极沿轴线向右 【答案】:C

3、【解析】：带负电的金属环匀速旋转，可等效为反向的电流，根据安培定则，在环内形成水平向左的磁场，故小磁针静止时N极沿轴线向左，C正确，A、B、D错误。21世纪*教育网 4.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是() A安培力的方向可以不垂直于直导线 B安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半【答案】:A 【解析】:根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为

4、零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力FBIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为FBIL，D错误。5.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图7所示。下列哪种情况将会发生()。21*cnjy*comA因L2不受磁场力的作用，故L2不动 B因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动CL2绕轴O按

5、顺时针方向转动 DL2绕轴O按逆时针方向转动 【答案】:D 【解析】：由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕固定转轴O按逆时针方向转动。故D正确。21cnjy 6关于磁感应强度B，下列说法中正确的是() A磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关 B磁场中某点B的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致 C在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零 D在磁场中磁感线越密集的地方，B值越大 【答案】:D 【解析】：磁场

6、中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与试探电流元无关而磁感线可以描述磁感应强度，疏密程度表示大小7.(多选） 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()A离子由加速器的中心附近进入加速器 B离子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量 D离子从电场中获得能量 【答案】: AD 【解析】：本题源于课本而又高于课本，既考查考生对回旋加速器的结构及工作原理的掌握情况，又能综合考查磁场和电场对带电粒子的作用规律由R知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器

7、中心附近进入加速器，A项正确，B项错误；离子在电场中被加速，使动能增加；在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变磁场的作用是改变离子的速度方向，所以C项错误，D项正确 8.下列说法中正确的是() A磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值即BF/IL B通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零【来源：21 C磁感应强度BF/IL只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关2-1-c-n-j-y D通电导线所受磁

8、场力的方向就是磁场的方向【答案】:C 【解析】：磁感应强度B是反应磁场力的性质的物理量，是采用比值的方法来定义的，该公式是定义式而不是决定式，磁场中各处的B值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向无关 9.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是() A沿路径a运动 B沿路径b运动 C沿路径c运动 D沿路径d运动【答案】:B 【解析】: 由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，

9、故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误【版权所有：2 10.(多选）在正方形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，如图所示，荷质比相同的两个粒子a、b从一边长中点垂直匀强方向进入磁场，则() Aa带负电，b带正电 Ba带正电，b带负电 Ca、b进入磁场时的速度之比为12 Da、b在磁场中运动的时间之比为11 【答案】:BC【解析】：磁场的方向向外，粒子运动的方向向左，由左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力的方向向上，负电荷受到的洛伦兹力的方向向下，所以a带正电，b带负电，故A错误，B正确；由洛伦兹力提供向心力得qvB，所以rv，可知荷质比相同的两个粒子运动的半径与速度成正比，由题图可知，所以，故C

10、正确；由T知荷质比相同的两个粒子在磁场中的运动周期相等，由，所以所用的时间，故D错误。【出处：21教育名师】 11.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是() A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.将通电直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的 D.安培力是洛伦兹力的宏观表现,所以安培力永不做功 【答案】: B 【解析】：根据左手定则可知,安培力方向与磁场和电流组成的平面垂直,即与电流和磁场方向都垂直,故选项A错误,B正确;将直导线在平行于磁场方向的平面内从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半;将直导线在垂直于磁场方向的

11、平面内从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的,故选项C错误;安培力的方向可以与通电导体的运动方向相同,即安培力可以对通电导体做功,故选项D错误。21教育名师原创作品 12.如图所示,一条形磁铁静止在固定斜面上,上端为N极,下端为S极,其中一条磁感线如图所示。垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线,它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)。开始两根导线未通电流,斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为FN、Ff,后来两根导线通一图示方向、大小相同的电流后,磁铁仍然静止,则与未通电时相比()A.FN、Ff均变大B.FN不变、Ff变小 C.FN变大、Ff不变D.FN变小、Ff不变

12、【答案】:D 【解析】:两根导线通一题图所示方向、大小相同的电流后,导线受到安培力,由对称性和矢量的合成结合牛顿第三定律知,磁铁受到垂直斜面向上的力,斜面对磁铁的弹力减小,摩擦力不变,选项D正确。21*cnjy*com 二、填空题（本题共4小题，每小题4分，共16分）13.正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从a孔沿ab方向垂直射入容器内的匀强磁场中，结果一部分电子从小孔c竖直射出，一部分电子从小孔d水平射出，则从c、d两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tctd12，在容器中运动的加速度大小之比acad21 。 【解析】：同一种粒子在同一磁场中运动的周期相同，且tcT，tdT，即tctd12.

13、由r知，vcvdrcrd21， 而acadvcvd21. 14.如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90、60、30，则它们在磁场中运动的时间之比为321 . 【解析】：由于粒子运动的偏向角等于圆弧轨迹所对的圆心角，由tT可知，它们在磁场中运动的时间之比为90603032115.质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流已知粒子的运行速率为v、半径为r、周期为T，环形电流的强度为I，则时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为 【解析】:在时间t

14、内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为2 16.已知某地磁场的磁感应强度B约为4.0105 T，其水平分量约为3.0105 T若龙岩市区一高层建筑安装了高50 m的竖直金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，经避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1.0105 A，此时金属杆受到地磁场对它的安培力的方向和大小分别为 方向向东，大小约为150 N 【解析】:由安培力公式知，金属杆受到地磁场对它的安培力大小为FBIL3.01051.010550 N150 N由左手定则可判断出安培力方向向东。三、 解答题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和

15、重要的演算步骤。）17.某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g。(1)当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量；(2)为使电流表正常工作，判断金属杆MN中电流的方向；(3)若磁场边界ab的长度为L1，bc的长度为L2，此

16、电流表的量程是多少？【解析】：(1)设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为x，则有mgkx，故x。(2)根据左手定则，金属杆中的电流方向为：MN。(3)设电流表满偏时通过MN的电流为Im，则有：BImL1mgk(L2x) 故Im。18.电子质量为m，电荷量为q，以速度v0与x轴成角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图所示，求：(1)的长度；(2)电子由O点射入到落在P点所需的时间t.【解析】:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，应根据已知条件首先确定圆心的位置，画出运动轨迹，所求距离应和半径R相联系，所求时间应和粒子转动的圆心角、周期T相联系(1) 过O点和P点做速度方向的

17、垂线，两线交点C即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，如右图所示，则可知2Rsin Bqv0m 由式可解得： sin .(2)由图中可知：2t 又v0R 由式可得：t.19.在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5104 N求：21(1)该位置的磁感应强度多大？ (2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？(3)若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？ 【答案】：(1)0.1 T(2)0.1 T(3)0 【解析】：(1)根据公式B得： B T0.1 T.(2)该处的磁感应强度不变，B0.1 T. (3)电流元平行磁场放置时，所受磁场力为零，F0.20如图所示，水平放置的光滑金属导轨宽L0.2 m，接有电电动势E3 V，电内阻及导轨电阻不计匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B1 T金属棒ab的电阻R6 ，质量m10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间21(1)金属棒受到安培力的大小和方向；(2)金属棒的加速度 【解析】：(1)闭合开关的瞬间，回路中的电流 I A0.5 A ab棒所受安培力F安BIL0.1 N 由左手定则知方向水平向右 (2)由牛顿第二定律知a10 m/s2 方向水平向右第 5 页 （共 5 页）