(精品)高二物理(人教版选修3-1)磁场单元测试带答案

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《磁场》单元测试

一．单项选择题（本题共12题，每小题3分，共36分）

1. 最早发现电流磁效应的科学家是 (D )

A．奥斯特 B．法拉第 C．法拉第 D．奥斯特

2. 磁场中某点磁感应强度的方向是 (C )

A．正电荷在该点的受力方向 B．运动电荷在该点的受力方向

C．小磁针N极在该点的受力方向 D．一小段通电直导线在该点的受力方向 3. 如图所示，A、B是磁场中的一条磁感线上的两点，下列说法中正确的是 ( D )

A．A点磁场比B点磁场强 B．B点磁场比A点磁场强

A B

C．因为磁感线为直线，所以A、B两点磁场一样强 D．无法判断

4. 如图所示，a、b、c三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当开关闭

合时，这些小磁针静止时，小磁针的N极指向为 ( C ) A．a、b、c均向左

B．a、b、c均向右

C．a向左、b向右、c向右 D．a向右、b向左、c向右

5. 两根通电直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流方向如图所示，且

I1>I2，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线连线的垂直平分线上。则导体中的电流在这四个点产生的磁感应强度可能为零的是 ( B ) A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 6. 在图所示的四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直

导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是 ( A )

A

B

B

C

7. 关于磁通量的概念，以下说法中正确的是 ( D )

A．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的 B．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 C．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大 D．线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零

8. 速度不同的电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( D )

A．速度越大，周期越大 B．速度越小，周期越大 C．速度大小与周期无关 D．速度方向与磁场方向平行 9. 如图所示，把一个直角三角形的通电线圈使其平面垂直于磁感线放入匀强磁场中，则线

圈所受的磁场力的合力为 (D)

A．方向垂直于ac边斜向上

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B．方向垂直于bc边向右 C．方向垂直于ab边向下 D．为零

10. 一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒

子的一段径迹如图所示。径迹上的每一小段都可近似看成

圆弧。由于带电粒子使空气电离，粒子的动能逐渐减小(带电量不变)。从图中情况可以确定 ( B ) A．粒子从a到b，带正电 B．粒子从b到a，带正电 C．粒子从a到b，带负电 D．粒子从b到a，带负电

11. 正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，质量为m、带

电量为q的带负电的粒子(重力忽略不计)从a点沿纸面以垂直于

ad边以各种不同的速率射入正方形内，经过一段时间射出磁场。

现只研究从c点和d点射出磁场的粒子，下列说法中正确的是

( B ) A．从c点和d点射出磁场的粒子的速度之比1:2 B．从c点和d点射出磁场的粒子的速度之比2:1

C．从c点和d点射出磁场的粒子，在磁场中经历的时间之比1:1 D．从c点和d点射出磁场的粒子，在磁场中经历的时间之比2:1

12. α粒子、质子、中子和电子以相同大小的动量(mv)，从不同位置垂直进入同一个正方形

的匀强磁场区，磁场方向垂直于纸面，它们留下的运动轨迹如图所示。其中轨迹Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ依次是哪个粒子的运动轨迹 ( B )

A．中子，电子，α粒子，质子 B．中子，质子，α粒子，电子 C．中子，α粒子，质子，电子 D．中子，α粒子，电子，质子 二．不定项选择题（本题共4题，每小题4分，共16分） 13. 质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的

滑动摩擦因数为μ。有电流时ab恰好静止在导轨上。如图所示，是沿b到a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是 (AB) A B C D

14. 在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁

场。已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转。设重力可忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是 (ABC) A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同 B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反

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C．E竖直向上，B垂直纸面向外 D．E竖直向上，B垂直纸面向里

15. 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形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 (AD) 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

16. 如图，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度

的方向垂直于oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知， (ABC) A．可以确定粒子通过y轴时的位置 B．可以确定粒子速度的大小

C．可以确定粒子在磁场中运动所经历的时间

D．以上三个判断都不对

三．填空题（本题共4题，每小题4分，共16分） 17. 如图所示，把一个面积为4.0×10-2m2的单匝矩形线圈放在磁感应

强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为 Wb；当线圈绕OO′轴转动到线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量为 Wb。 0，8.0×10-4

18. 一根导线AB紧靠着竖直放置的两根光滑导轨，导线质量为

0.01kg，长为0.1m，磁感应强度为0.8T。当导线静止不动时通过导线的电流为 A。(g取10m/s2) 1.25

B D1

D2

× ×A

× × × ×B

B

19. 三个质量相同且带等量正电荷的质点A、B、C，由静止

开始从同一高度同时下落，下落过程中A、B分别进入水

平匀强电场和水平匀强磁场区，

质点的动能大，

下落时间长。A，B

20. 已知氕、氘、氚三个带电粒子，它们垂直射入同一磁场时的速度比为1:1:1，那么它们

所受洛伦兹力之比为 ；所作匀速圆周运动的半径比为 ；它们的运动周期比为 。1:1:1，1:2:3，1:2:3 四．论述计算题（本题共3题，共32分）

21. 如图所示，水平放置的光滑金属导轨M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为d，磁场

的磁感应强度为B，方向与导轨平面垂直，金属棒ab的质量为m，放在导轨上并且与导轨垂直，电源电动势为E，定值电阻阻值为R，其余部分电阻忽略不计，则当电键闭

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合瞬间，棒ab所受的安培力大小为多少？方向如何？棒的加速度为多少？

E

，FA=BId=Bed/R，方向水平向左； RF

a A= Bed/mR

m

解：I

22. 如图所示，一带电粒子质量为m、电量为q，垂直于边界进

入一个有界的匀强磁场区域，当它飞离磁场区时，速度方向偏离入射方向θ角。已知磁场区域的宽度为d，磁感强度为B，方向垂直于纸面向里，不计粒子所受重力。求：

(1)粒子进入磁场时的速度v0；

(2)粒子穿越磁场所用的时间。

解：(1)做出粒子的轨迹图，由几何关系得

d

sin R

2

mv0v0

洛沦兹力提供向心力，qBv0 m，所以R

qBR

解得：v0

dqB

msin

2 m t

， T qB2 T

(2)粒子在磁场中运动，其圆周心为θ，

t

m

qB

23. 质谱仪是用来测定带电粒子质量的一种装置，如图所示，电容器两极板相距为d，两板

间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1，方向垂直纸面向外。一束电荷量相同质量不同的带正电的粒子沿电容器的中线平行于极板射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一个磁感应强度为B2的匀强磁场，方向垂直纸面向外。结果分别打在感光片上的a、b两点，设a、b两点之间距离为Δx，粒子所带电荷量为q，且不计重力。求： (1)粒子进入磁场B2时的速度v；

(2)打在a、b两点的粒子的质量之差Δm。

解：(1)粒子在电容器中做直线运动，故q 解得v

U

qvB1 d

U

dB1

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mvv2

R (2)带电粒子在匀强磁场B2中做匀速圆周运动，则Bqv m

qBR

打在a处的粒子的轨道半径R1

m1v

qB2m2v

qB2

打在b处的粒子的轨道半径R2 又 x 2R1 2R2

解得 m m1 m2

qB2 xqB1B2d x

2v2U