2018版高考物理大一轮复习第九章磁场单元质量检测新人教版

1、第九章磁场一、选择题（16 题为单项选择题，710 题为多项选择题）1 如图 1 所示，在通电螺线管中央的正上方用轻质细线悬挂长为I的一小段通电直导线，导线中通入垂直于纸面向里的电流I,力传感器用来测量细线的拉力大小，导线下方的螺线管与一未知极性的直流电源连接。开关断开时，力传感器的示数恰好等于通电直导线的重力 G,现闭合开关，则下列说法正确的是（）力传感器A. 通电螺线管在通电直导线处产生的磁场方向可能竖直向下B. 通电直导线可能受到垂直纸面向里的安培力作用C. 若力传感器的示数变大，则电源的右端一定为正极D. 若力传感器的示数变为通电直导线重力的一半，则通电直导线所在处的磁感应强度大定为解

2、析 本题考查通电螺线管周围磁场的特点和安培力知识。闭合开关后，通电螺线管在周围产生磁场，通电螺线管在通电直导线处产生的磁场方向水平，选项电螺线管在通电直导线处产生的磁场方向水平，故安培力方向一定竖直向上或竖直向下,选项 B 错误；若力传感器的示数变大，说明通电直导线受到竖直向下的安培力作用，由左手定则可知，此处磁场方向水平向右，由安培定则可知，电源的左端为正极，选项C错误；若力传感器的示数变为导线重力的一半，说明导线受到的安培力方向竖直向上,1G且大小等于导线重力的一半，则有BII= 2G可得B=亦，选项 D 正确。答案 D2科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针原来指向正北的N 极逆时针转过

3、30 （如图 2所示的虚线），设该处的地磁场磁感应强度水平分量为B,则磁矿所产生的磁感应强度水平分量的最小值为（）A 错误；由于通2注亍匕$Bx/3A.BB . 2BC.D.B2 2解析合磁场的方向沿虚线方向，所以该磁矿产生的磁感应强度的水平分量的最小值为BBsin 30 = 2,选项 C 正确。答案 C3. （2016 江苏省苏锡常镇联考）两根相互靠近的长直导线 1、2 中通有相同的电流，相互作用力为F。若在两根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线 2 所受安培力的合力恰好为零。则所加磁场的方向是（）图 3A. 垂直纸面向里B. 垂直纸面向外C. 垂直导线向右D. 垂直导线向左解析当两根通有大

4、小相同，方向相同的电流时，1、2 两导线间的作用力是引力，故2受到向左的安培力，要使导线2 所受的安培力的合力恰好为零，故所加的磁场使导线2受到的安培力向右，根据左手定则判断知所加的磁场方向为垂直纸面向外，故B 正确。答案 B4.如图 4 所示，两平行导轨与水平面成a= 37角，导轨间距为L= 1.0 m,匀强磁场的磁感应强度可调，方向垂直导轨所在平面向下。一金属杆长也为L,质量m=0.2 kg，水平放在导轨上，与导轨接触良好而处于静止状态，金属杆与导轨间的动摩擦因数= 0.5 ,通有图示方向的电流，电流强度I= 2.0 A，令最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则磁感应强度的最大值和最小值分别为（）

5、A. 1.0 T 0B. 1.0 T 0.6 T3图 4C. 1.0 T 0.2 T D . 0.6 T 0.2 T解析由左手定则知安培力沿斜面向上，因mina= 1.2 N、Ffm=myosa= 0.8 N ,所以当磁感应强度B最小时，安培力F1=BminIL= 0.4 N，即Bmin= 0.2 T ;当B最大时，安培力F2=BmaxIL= 2.0 N，即Bnax= 1.0 T , C 正确。答案 C5. （2016 黑龙江大庆模拟）如图 5 所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。设两极板间电场强度为E,磁感应强度为B。欲使

6、电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是（）图 5A. 适当减小电场强度EB. 适当减小磁感应强度BC. 适当增大加速电场极板之间的距离D. 适当减小加速电压 U解析 要使电子在复合场中做匀速直线运动，有Eq=qvB根据左手定则可知电子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，故电子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以要么增大洛伦兹力，要么减小电场力。适当减小电场强度E,即可以减小电场力，选项A正确；适当减小磁感应强度 B,可以减小洛伦兹力，选项 B 错误；适当增大加速电场极板,12/2eU、之间的距离，根据eU=?mv可得v= /m，由于两极板间的电压没有变化，所以电子 进入

7、磁场的速率没有变化，因此没有改变电场力和洛伦兹力的大小，选项C 错误；同理，4适当减小加速电压U,可以减小电子进入复合场中的速度v,从而减小洛伦兹力，选项D错误。答案 A6.图 6 甲所示有界匀强磁场I的宽度与图乙所示圆形匀强磁场H的半径相等，一不计重力A. 1.0 T 0B. 1.0 T 0.6 T5的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场I,从右边界射出时速度方0角，该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场n,射出磁场时速度方20角。已知磁场I、n的磁感应强度大小分别为 B、B2,则 B 与 B2的比值为（）I10，联立得B1= cos0，C 正确。B2答案 C到b，导线平行

8、于圆盘平面。 圆盘绕过圆心的水平轴沿如图7 所示方向匀速转动， 与圆盘静止时相比，拉力传感器的示数增大了，悬线仍然竖直，则下列说法正确的是向偏转了向偏转了A. 2cosB. sinC.cos0D.tan0解析 设有界磁场I宽度为示，由洛伦兹力提供向心力知d,则粒子在磁场I和磁场n中的运动轨迹分别如图甲、2vmvBqv= mr，得B=石，由几何关系知d=risin0，d= Man乙所7.均匀带电的薄圆盘的右侧，用拉力传感器A B水平悬挂一根通电导线ab,电流方向由aI 6A.圆盘带正电荷7B.圆盘带负电荷C. 若增大圆盘转动角速度，则传感器示数减小D. 若改变圆盘转动方向，则传感器示数减小解析

9、与圆盘静止时相比，拉力传感器的示数增大，悬线竖直，说明导线所受安培力竖直向下，由左手定则可判断，导线所在位置的磁感应强度方向水平向右；由安培定则可以判断，圆盘转动形成的等效电流与其转动方向相同，故圆盘带正电荷，A 对，B 错；若增大圆盘转动角速度，则等效电流增大，方向不变，产生的磁感应强度增大，传感器示数增大，C 选项错误；若改变圆盘转动方向，则导线所在位置的磁场方向水平向左，导线所受安培力方向向上，传感器示数减小，D 选项正确。答案 AD&电荷量为+q、质量为m的滑块和电荷量为一q、质量为m的滑块同时从完全相同的光滑 斜面上由静止开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为0，在斜面上加如图

10、8 所示的磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里的匀强磁场，关于滑块下滑过程中的运动和受力情况， 下面说法中正确的是(不计两滑块间的相互作用)()图 8A.两个滑块先都做匀加速直线运动， 经过一段时间，+q 会离开斜面B.两个滑块先都做匀加速直线运动， 经过一段时间，-q 会离开斜面C.当其中一个滑块刚好离开斜面时，另一滑块对斜面的压力为2mccos0D. 两滑块运动过程中，机械能均守恒解析 当滑块开始沿斜面向下运动时，带正电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向上，带负电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向下，开始时两滑块沿斜面方向所受的力均为mgin0，均做匀加速直线运动，随着速度的增大，带正电的滑块受

11、的洛伦兹力逐渐变 大，当qvB=mgos0时，带正电的滑块恰能离开斜面，A 正确，B 错误；由于两滑块加速度相同，所以在带正电的滑块离开斜面前两者在斜面上运动的速度总相同，当带正电 的滑块离开斜面时，带负电的滑块受的洛伦兹力也满足qvB=mgos0，方向垂直斜面向98下，斜面对滑块的支持力大小为qvB+mgos0= 2mgos0，故滑块对斜面的压力为2mgos0, C 正确；由于洛伦兹力不做功，故D 正确。9答案 ACD垂直进入磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子 P*在磁场中转过0= 30后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子 p+和 P3

12、+()5 :q2= 1 : 3,选项 A 错误；在电场中加速过程，由动能定理可得qU= ,在磁场中偏v212mU转过程：qvB=mr，两式联立可得：r=B-q-，故r1:2=3 ： 1,选项 B 正确；设磁场宽度为d,根据 sin0=-可得：=，联立解得02= 60，选项 C 正确；由rsi n01212qU=qmv= E可知 Ed :氐=1 : 3,选项 D 正确。答案 BCD10. （2017 湖北六校调考）如图 10,xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外，磁感应强度B= 1 T 的匀强磁场，ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板，长度为9 m,M点为x轴正方向上一点，OM=3 m。

13、现有一个比荷大小为 -=1.0 C/kg 可视为质点带正电的m小球（重力不计）从挡板下端N处小孔以不同的速度沿x轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电荷量不变，小球最后都能经过M点，则小球射入的速度大小可能是（）9在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子丰3+P 和 P，经电压为U的电场加速后，A.在电场中的加速度之比为B. 在磁场中运动的半径之比为C. 在磁场中转过的角度之比为D. 离开电场区域时的动能之比为解析 离子在电场中加速过程中,3：11：21：3由于电场强度相同，根据牛顿第二定律可得ai:a2=910解析因为小球通过y轴的速度方向一定是+x方向，

14、故带电小球圆周运动轨迹半径最小mwn值为 3 m,即Rin= 占，解得Vmin= 3 m/s ;经验证，带电小球以3 m/s 速度进入磁场，qB与ON碰撞一次，再经四分之三圆周经过M点，如图甲所示，A 项正确；当带电小球与ON不碰撞，直接经过M点，如图乙所示，小球速度沿x方向射入磁场，则圆心一定在y轴上，作出MN勺垂直平分线，交于y轴的点即得圆心位置，由几何关系解得轨迹半径最 大值Rnax=5 m,又Rnax=卬，解得Vmax= 5 m/s , D 项正确；当小球速度大于3 m/s、小qB于 5 m/s 时，轨迹如图丙所示，由几何条件计算可知轨迹半径R=3.75 m，由半径公式R答案 ABDA

15、. 3 m/sB . 3.75 m/sC . 4m/sD . 5 m/s,B 项正确；由分析易知选项C错误。v= 3.75 m/s11二、非选择题11.如图 11 所示，两平行金属板水平放置，间距为d,两极板接在电压可调的电源上。两12板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域， 磁感应强度的大小为B、方向垂直纸面向里， 磁场边 界与水平方向的夹角为 60。平行金属板中间有一粒子发射源，可以沿水平方向发射出 电性不同的两种带电粒子，改变电源电压，当电源电压为U时，粒子恰好能沿直线飞出平行金属板，粒子离开平行金属板后进入有界磁场后

16、分成两束，经磁场偏转后恰好同时 从两边界离开磁场，而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直，粒 子之间的相互作用不计，粒子的重力不计，试求：二JBXK璽_ _ _图 11(1) 带电粒子从发射源发出时的速度；(2) 两种粒子的比荷和带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。解析(1)根据题意，带电粒子在平行金属板间做直线运动时，所受电场力与洛伦兹力大U小相等，由平衡条件可得弔=qvBU解得v=dB(2)根据题意可知，带正电粒子进入磁场后沿逆时针方向运动，带负电粒子进入磁场后沿 顺时针方向运动，作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，带负电粒子在刚进入磁场时 速度沿水平方向，离开磁场时速

17、度方向垂直磁场边界，根据图中几何关系可知，带负电n粒子在磁场中做圆周运动的偏转角为01= 30= T613带负电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为14可得带负电粒子在磁场中运动的时间为带正电粒子在磁场中运动的时间为根据题意可知t1=t2联立以上各式，可得=431=再m m d B带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r2=vq?Bnd解得2= UU2U d答案（1）dB踊dB2212. （2016 江苏单科，15）回旋加速器的工作原理如图12 甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U）。周期T=qB。一束该粒子在t= 0时间内从A处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求:_dsin 302d带负电粒子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力，有qiU联立解得帛=歸qivB=2mvri根据带正电粒子的运动轨迹及几何关系可知，带正电粒子在磁场中的偏转角为1202n根据带电粒子在磁场中做圆周运动的周期公式2nmIB15（1）出射粒子的动能 En；Z.粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间to；16(3)要使飘入狭缝的粒子中