20182019学年粤教版高中物理选修21 第二章 磁场与磁磁场偏转 单元测试

2019-2019学年粤教版高中物理选修2-1 第二章 磁场与磁磁场偏转 单元测试一、单选题1.如图，当接通电源后，小磁针A按如图所示方向运动，则（ ）A.小磁针B的N极向纸外转B.小磁针B的N极向纸内转C.小磁针B不转动D.因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动2.用天平测量磁场对电流作用力的示意图如图所示，虚线区域内有匀强磁场，轻质线框悬挂在天平左盘下面，线框的一部分置于磁场中，此时天平平衡现在线框中通以图示方向的电流I，同时在右盘中加入一定量的砝码，天平再次平衡则磁场方向（）A.水平向左B.竖直向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外3.两根钢条相互靠近时，能自动吸引则（ ） A.两钢条均为磁铁B.一根是磁铁，另一根一定不是磁铁C.两根钢条都不是磁铁D.一根为磁铁，另一根可能是磁铁4.与电场强度相对应，我们把描述磁场强弱的物理量叫作磁感应强度，关于磁感应强度的概念及其定义式 ，下列说法中正确的是() A.在同一磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大B.磁场中某点B的方向，与垂直放在该点的试探电流元所受安培力方向相同C.磁场中某点B的大小，与垂直放在该点的试探电流元所受到的安培力大小成正比D.在磁场中的某点，试探电流元不受磁场力作用时，该点B的大小一定为零5.关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确的是( ) A.由可知，B与F成正比，与IL的乘积成反比B.B的大小与IL的乘积无关，由磁场本身决定C.长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场D.B的方向与通电导线的受力方向相同6.如图：一个小磁针位于圆心，且于与园在同一竖直平面内，现使一个带正电小球在竖直平面内沿圆周高速旋转，则（ ）A.小磁针的N极向内转B.小磁针的N极向外转C.小磁针在纸面内向左摆动D.小磁针在纸面内向右摆动7.在地球赤道上空，地磁场的磁感线平行赤道平面由南向北，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线受到的安培力方向（） A.竖直向上B.竖直向下C.由南向北D.由西向东8.如图所示为两根互相平行的通电导线ab的横截面图，ab的电流方向已在图中标出那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别是（）A.磁感线顺时针方向，磁场力向左B.磁感线顺时针方向，磁场力向右C.磁感线逆时针方向，磁场力向左D.磁感线逆时针方向，磁场力向右二、多选题9.如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为 、l和3l关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（ ）A.a处的磁感应强度大小比c处的大B.b、c两处的磁感应强度大小相等C.a、c两处的磁感应强度方向相同D.b处的磁感应强度为零10.如图所示，M,N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为30，孔Q到板的下端C的距离为L，当M,N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则下列说法正确的是( ) A.两板间电压的最大值 B.CD板上可能被粒子打中区域的长度 C.粒子在磁场中运动的最长时间 D.能打到N板上的粒子的最大动能为 11.如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成=30角，导线中通过的电流为I为了增大导线所受的磁场力，采取了下列四种办法，其中正确的是（ ）A.增大电流IB.增加直导线的长度C.使导线在纸面内顺时针转30D.使导线在纸面内逆时针转60三、填空题12.光滑绝缘杆与水平面保持角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q，质量为m，可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为_。13.如图所示，将两根细铁丝靠近条形磁铁的S极，细铁丝会被吸引到磁铁的S极上 这是因为铁丝_ 选填：“磁化”或“退磁” 后，上端相当于_ 选填“N极”“S极” ，与条形磁铁的S极相吸引，下端相当于_ 选填“N极”“S极” 两铁丝的下端极性_ 选填“相同”“相反” ，由于_ 选填“同名”“异名” 磁极相互排斥，故两铁丝的上端距离较近，下端距离较远14.如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I ， 此时a受到的磁场力为F ， 若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为_；a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F ， 则此时b受到的磁场力为_。四、解答题15.关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极，你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有，请改进或改正。 五、综合题16.如图所示，在倾角为37的斜面上，固定着宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器电源电动势E=12V，内电阻r=1.0一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中若金属导轨是光滑的，取g=10m/s2 ， 且已知sin37=0.60，cos37=0.80，要保持金属棒静止在导轨上求：（1）金属棒ab所受的安培力； （2）回路中电流的大小； （3）滑动变阻器接入电路的阻值 17.如图所示，y轴上A点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里有一电子（质量为m、电荷量为e）从A点以初速度v0沿着x轴正方向射入磁场区域，并从x轴上的B点射出磁场区域，此时速度方向与x轴正方向之间的夹角为60求：（1）磁场的磁感应强度大小； （2）电子在磁场中运动的时间 答案解析部分一、单选题1.【答案】A 【解析】【分析】同名极磁极间相互排斥，异名极磁极间相互吸引，根据小磁针A的运动方向可得，通电螺线管的左端为S极，根据右手螺旋定则可得电源的左端为正极，在小磁针B处产生的磁场方向垂直向外，所以小磁针B的N极向纸外转，A正确。【点评】此题由磁极间的作用判断电磁铁的磁极，再由安培定则判定电流方向，安培定则内容为：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的方向是通电螺线管的N极。2.【答案】C 【解析】【解答】线框中未通电流时，天平处于平衡状态，通上电流后，在右盘中加入一定量的砝码，天平再次平衡，说明线框产生的安培力向下，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故C正确故选：C【分析】天平是等臂杠杆，根据平衡关系判断出线框产生的安培力方向，利用左手定则判断出磁场的方向3.【答案】D 【解析】【分析】磁体除了异名磁极相互吸引外，若是一个磁体去靠近另一磁性材料，也可以相互吸引；故本题中有两种可能：一是两异名磁极相靠近；二是一个为磁体，另一个为磁性材料；D正确。【点评】本题应掌握磁极间的相互作用，排斥的两端磁极是同名的，吸引的两端可能是异名磁极，也可能是磁体吸引磁性材料。4.【答案】A 【解析】【解答】磁感应强度的定义式为比值法定义，即磁感应强度大小与该点的试探电流元无关，磁感线越密，磁感应强度越大，A符合题意，C不符合题意；磁感应强度的方向，与垂直放在该点的试探电流元所受安培力方向垂直，B不符合题意；若试探电流元平行于磁场方向，该电流元受到的磁场力为零，所以若试探电流元不受磁场力作用，并不表示该点的磁感应强度大小为零，D不符合题意故答案为：A【分析】磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，磁感应强度数值上可用计算其大小，但磁场中某点磁场的强弱是由磁场本身性质决定的，与该点的试探电流元无关；在描述磁场的分布时，可用磁感线的疏密表示磁感应强度的大小。5.【答案】B 【解析】【分析】磁场的磁感应强度取决于磁体本身，A错误，B正确；而长通电螺线管内部的磁场才是匀强磁场，C错误，磁感应强度的方向与磁场的方向相同，故与通电导线受力的方向垂直。D错误；故选B【点评】磁感应强度的定义式是属于比值定义法，且通电导线垂直放在磁场中。即B与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定。6.【答案】B 【解析】【解答】解：带正电小球在竖直平面内沿圆周高速旋转，相当于沿逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则知内部磁感线方向向外，故小磁针的N极向外转故选：B【分析】根据右手螺旋定则知内部磁感线方向，小磁针静止时N极的指向即为磁感线的方向7.【答案】A 【解析】【解答】解：左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向磁场的方向从南向北，电流的方向由西向东，所以安培力的方向竖直向上故A正确，B、C、D错误故选：A【分析】本题考查用左手定则判断安培力的方向。解题时首先要明确地磁场的分布情况，然后根据左手定则判断安培力方向。8.【答案】B 【解析】【解答】根据安培定则，伸开右手，大拇指与电流方向相同，四指弯曲方向为磁场的方向，知导线a中电流产生的磁场为顺时针方向在导线b处，磁场方向竖直向下，根据左手定则，安培力方向水平向右故B正确，A、C、D错误故选B【分析】由安培定则判断磁场的方向再用左手定则判断安培力的方向二、多选题9.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、B、C、根据安培定则判断知：左侧导线在a点产生的磁场方向向里，在c点产生的磁场方向向外，右侧导线在a点产生的磁场方向向里，在b点产生的磁场方向向里，根据磁感线的疏密表示磁场的强弱，可知离直导线越远，磁场越弱，可知：a处磁感线比c处密，则a处的磁感应强度大小比c处的大由磁场的叠加可知：a、c两处的磁感应强度方向相反故A正确，BC错误；D、由于左右侧导线在b处产生的磁感应强度方向相反，大小相等，所以b处的磁感应强度为零，故D正确故选：AD【分析】根据安培定则判断两根直导线在三个点产生的磁场方向，由磁场的叠加原理分析即可10.【答案】A,C,D 【解析】【解答】据题，M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，所以其轨迹圆心在C点，CH=QC=L，故轨迹半径R1=L又由牛顿第二定律得 粒子在MN间加速时，有 所以联立得 ，选项A正确；打在QC间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半周期粒子运动的周期为 所以最长时间 ，选项C正确；设轨迹与CD板相切于K点，半径为R2 ， 在AKC中： 可得 ,即KC长等于 , 所以CD板上可能被粒子打中的区域即为HK的长度， ，选项B错误；能达到N板上的粒子最大半径为R2 ， 根据 ，最大动能为： ，选项D正确；故选ACD【分析】带电粒子在匀强磁场中的运动；本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，画出粒子的运动轨迹后，由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键，要掌握住半径公式、周期公式；当注意当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时，这是粒子能达到的最下边的边缘，对应的到达N板上的粒子的动能最大。11.【答案】A,B,D 【解析】【解答】解：A、由公式F=BIL，当增大电流时，可增大通电导线所受的磁场力故A正确；B、由公式F=BIL，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力故B正确；C、当使导线在纸面内顺时针转30时，导线有效切割长度缩短，则所受磁场力变小，故C错误；D、当使导线在纸面内逆时针转60时，导线有效切割长度伸长，则所受磁场力变大，故D正确；故选：ABD【分析】根据左手定则的内容，判定安培力的方向左手定则的内容是：伸开左手，让大拇指与四指方向垂直，并且在同一平面内，磁感线穿过掌心，四指方向与电流的方向相同，大拇指所指的方向为安培力的方向而安培力的大小F=BIL，且B与I垂直； 若不垂直时，则将B沿导线方向与垂直方向进行分解三、填空题12.【答案】【解析】【解答】以带电小环为研究对象，受力如图。fmgcos，fqvB解得v 【分析】在垂直于杆方向合力为零，洛伦兹力与重力垂直于杆方向分力等大反向即可。13.【答案】磁化；N极；S极；相同；同名 【解析】【解答】铁丝被磁体吸引后，本身也具有了磁性，该过程是磁化的过程；根据磁极间的相互作用规律可知：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。则可知上端N极，下端为S极；两铁丝下端极性相同，所以相互排斥而张开，而由于上端两铁丝均受磁铁的作用，所以形成上端距离较近，下端距离较远的现象【分析】铁丝靠近磁体后会被磁化，并且两磁极间的相互作用规律是同极相斥、异极相吸。14.【答案】-F；-3F或5F 【解析】【解答】由牛顿第三定律，b受到a对它的磁场力为-F；a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，c在a、b 两导线处的磁感应强度大小相等，方向相反，c导线对b导线的作用力是它对a导线的作用力的两倍，方向相反，a受到的磁场力大小变为2F ， 那么c导线对a导线的作用力可能是F也可能是-3F ， c导线对b导线的作用力可能是-2F也可能是6F ， 故此时b受到的磁场力为-3F或5F。【分析】本题考查安培力的理解和应用。四、解答题15.【答案】有需改进或改正的地方，具体改进措施：应做多次实验，观察小磁针N极是否总是指向某一个方向 小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。 【解析】【解答】由于物理实验必须要具有普适性，所以应该应做多