粤教版物理选修3-1第三章磁场单元练习题(含详细答案)

1、粤教版物理选修3-1 第三章磁场单元练习题（含详细答案）粤教版物理选修3-1第三章 磁场、单选题1.如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度V从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为 m ,带电荷量为e,磁感应强度为 B,则（）A.电子在磁场中运动的时间t=d/vB.电子在磁场中运动的时间 t = h/vC.洛伦兹力对电子做的功为BevhD.电子在N处的速度大小也是 v2 .如图所示，在 Oxyz坐标系所在的空间中，可能存在匀强电场或磁场，也可能两者都存在或都不存在.现有一质量为 m带正电q的点电荷沿z轴正方向射入此空间中，发现它做速度为V0的匀速直线运动.

2、不计重力.以 E和B分别表示电场强度和磁感应强度，电场和磁场的分布有可能是A. E=0, BWQ B的方向与x轴平行，B的大小可任意B. EwQ B=0, E的方向与z轴平行，E的大小可任意C. EWQ BWQ B和E的方向都平行于xy平面，且互相垂直D. Ewq Bwq B和E的方向都平行于yz平面，且互相垂直3 .如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成边长为L的平面等边三角形框架，每个边长L的电阻均为r,三角框架的两个顶点与一电动势为E,内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度5 / 11为B的匀强磁场，则三角形框架受到的安培力的合力大小为（）D. 04 .现有甲、乙两根钢棒，当把甲的一

3、端靠近乙的中部时，没有力的作用；而把乙的一端靠近甲的中部时，二者相互吸引，则（）A.甲有磁性，乙无磁性B.甲无磁性，乙有磁性C.甲、乙均无磁性i,电流方向俯视为顺时针方向，一根D,甲、乙均有磁性5 .如图，一个可以自由运动的圆形线圈水平放置并通有电流固定的竖直放置直导线通有向上的电流I,线圈将（）A. a端向上，b端向下转动，且向左运动B. a端向上，b端向下转动，且向右运动C. a端向下，b端向上转动，且向左运动D. a端向下，b端向上转动，且向右运动6 .电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛，关于电动机，下列说法错误的是（）A .电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的B.

4、直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动C .电动机是把电能转化成机械能的装置D .电动机是把机械能转化成电能的装置二、多选题7 .（双选）如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为 m,长为L,通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感强度B的方向与导轨平面成 。角，则导体棒受到的（）A.安培力大小为BIL8 .安培力大小为BILsin 0C.摩擦力大小为BILsin QD.支持力大小为mg - BILcos 08.（双选）如图所示，水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放，经过轨道端点P进入板间后

5、恰好沿水平方向做匀速直线运动。现在使小球从稍低些的b点由静止释放，经过轨道端点P进入两板之间的场区。关于小球和小球从 b点释放进入金属板间的运动情况以下判断中正确的是（）X X X X X X XA.小球可能带负电8 .小球在电、磁场中运动的过程动能增大C.小球在电、磁场中运动的过程电势能增大D.小球在电、磁场中运动的过程机械能总量不变9 .（双选）如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a（0, L）. 一质量为 m、电荷量为e的电子从a点以初速度vo平行于x轴正方向射入 磁场，并从x轴上的b点射出磁场.此时速度方向与 x轴正方向的夹角为 60

6、 ：下列说法中正确的是（）如I一, 北A.电子在磁场中运动的时间为三C.磁场区域的圆心坐标为（华，亨） 2比B .电子在磁场中运动的时间为丽D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0, 2L）10.（双选）如图所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域I和匀强磁场区域 n ,如果这束正离子流在区域I中不偏转，进入区域 n后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的A.电荷C.速度D,比荷三、计算题11 .如图所示，一个单匝线圈 abcd水平放置，面积为 S,有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应弓虽度为B,当线圈以ab边为轴转过30和60时，穿过线圈的磁通量分别是多少？12 .如图所示，左侧

7、匀强电场的区域宽度为L,电场强度为E,右侧匀强磁场的左右宽度为d,磁场的上下区域很长，一质量为 m、带电量为q的粒子，从电场的左边界A点静止释放，经电场加速后垂直进入磁场，出磁场时与入射方向的偏角为。.（不计粒子重力）求：粤教版物理选修3-1 第三章磁场单元练习题（含详细答案）(1)粒子离开电场时的速度；(2)匀强磁场的磁感应强度；(3)粒子在磁场中的运动时间.13 .一带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，求:(1)该带电微粒的电性？(2)该带电微粒的旋转方向？(3)若已知圆的半径为 r,电场强度的大小为 E,磁感应强度的大小为 B,重力加速度为 g,则线速

8、 度为多少？五、填空题14 .如图所示，质量为 m、总长度为L的等边三角形 ABC导线框，在 A处用细线竖直悬挂于轻杆 一端，水平轻杆另一端通过弹簧连接地面，离杆左端i处有一固定转轴 O.现垂直于 ABC施加一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B,当在三角形 ABC导线框中通以逆时针方向、大小为 I的电流时，AB边受到的安培力大小是 ，此时弹簧对杆的拉力为 .15 .如图所示，长L、质量为m的金属杆ab,被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆 ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中.当金属杆中通有方向a-b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为 T.当金属杆通有方向 b-a的电流I时，每根金属丝的拉力大

9、小为 2 T,则磁场的磁感应强度 B的大 小为.X X X X XX X X X X16 .如图所示，质量为 m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直.若小球电荷量为q,球与墙间的动摩擦因数为 臼则小球下滑的最大速度为,最大加速度为.17 .匀强磁场中有一段长为0.2 m的直导线，它与磁场方向垂直，当通过 3 A的电流时，受到 0.06 N的磁场力，则磁场的磁感应强度是 T;当导线长度缩短一半时，磁场的磁感应强度是T;当通入的电流加倍时，磁场的磁感应强度是 T.18 .如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的足够大匀强磁场，

10、一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度放置一质量为0.1 kg、电荷量q = +0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为 0.6N的恒力，g取10m/s2,则滑块的最大速度为m/s;滑块做匀加速直线运动的时间是 s。12 / 11答案解析1 .【答案】D【解析】洛伦兹力不做功，所以电子在N处速度大小也为 v, D正确、C错，电子在磁场中的运动时间t =坐g A, B均错 V ¥ v2 .【答案】C【解析】A、E=0, BWQ B的方向与x轴平行时，由于磁

11、场方向与粒子速度垂直，粒子做匀速圆周运动，故 A错误.B、EWQ B=0,电荷只受电场力，合力不可能为零，则该电荷不可能做匀速直 线运动，故B错误.C、EWO, BWQ若B沿x轴正方向，E沿y轴负方向，则该电荷受到的电场力沿y轴负方向，洛伦兹力沿 y轴正方向，合力可能为零，可能做匀速直线运动，故 C正确.D、EWQ BWQ B和E的方向都平行于 yz平面，且互相垂直，则该电荷所受的电场力与洛伦兹力相互垂直，合力不可能为零，不可能做匀速直线运动.故 D错误；3 .【答案】A【解析】根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如图X X M 翼 XXX _, . - ,2r- r等效电路为和2r并联

12、后总电阻为：= T 2r 2£则路端电压U = f + $=3"根据欧姆定律：I12 = =§I3=7 = 373ELSFL则安培力Fi = F2= BI12L=3T，Fi、F2的夹角为120 ；根据平行四边形定则其合力大小为:F3= BI3L= 故三角形框架受到的安培力的合力大小为:4 .【答案】B【解析】对于磁体，磁性最强的区域是磁极，若钢棒有磁性，其磁性最强的区域是两端，中间几乎没有磁性，由于甲的一端与乙的中部不吸引，则说明甲棒无磁性，乙的一端能吸引甲的中部，则说明乙棒有磁性，故 B正确，A、C、D错误.5 .【答案】B【解析】根据安培定则可知，通电导线在左

13、侧产生的磁场方向垂直纸面向外.采用电流元法，将圆环分成前后两半，根据左手定则可知，外侧半圆受到的安培力向上，内侧受到的安培力向下，圆环将转动.再用特殊位置法：圆环转过90时，通电直导线对左半圆环产生吸引力，对右半圆环产生排斥力，圆环靠近通电直导线.故 B正确，ACD错误.6 .【答案】D【解析】电动机的原理是通电导体在磁场中受力，或通电线圈在磁场中受力转动，故A正确;换向器的作用是，当线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，所以能够使线圈持续转动，故B正确；电动机通入的是电流，产生的是运动，是电能转化成机械能，故 C正确，D错误.7 .【答案】AC【解析】以导体棒 AC为研究对象，分析受力，

14、如图.其中，安培力大小 Fa=BI1,根据平衡条件得:G+Facos 0=N f=FAsin。由得：N=G+FAcos 。=mg+BIlcos 0由得：f=BIlsin 0由牛顿第三定律得，导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为：N=mg+BIlcos 。和f=BIlsin 0,所以选项 AC正确，选项 BD错误.8 .【答案】BC【解析】小球进入互相垂直的电场和磁场区域做匀速直线运动，说明电场力重力和洛伦兹力相互平衡，若粒子带负电荷，则电场力竖直向下，重力竖直向下，洛伦兹力也竖直向下，无法平衡选项A错。因此小球带正电，电场力洛伦兹力向上，重力向下，相互平衡。使小球从稍低些的b点由静止释放，根据动能

15、定理，进入复合场的速度变小，洛伦兹力变小，洛伦兹力和电场力合力小于重力，小球向重力的方向偏转，合外力做正功动能增大，电场力做负功，电势能增大，选项B对C对。由于除重力外电场力做功，所以机械能不守恒选项D错。9 .【答案】BC【解析】10 .【答案】CD【解析】离子在区域 I内不偏转，则有 qvB = qE, v =瓦，说明离子有相同速度，C对。在区域nmvq内半径相同，由=，瓦知，离子有相同的比荷D对。至于离子的电荷与质量是否相等，由题意无法确定，A、B错。S1 =【解析】当线圈分别转过30和60时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，都有S册2,所以磁通量相同，都等于12 .【答案】(1

16、) (2) (3)(1)在电场中得(2)在磁场中有几何关系可得(3)由周期公式及可得13 .【答案】(1)负电荷 (2)逆时针 二【解析】(1)带电粒子在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，带电微粒受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知带电微粒带负电荷.(2)磁场方向向外，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断粒子的旋转方向为逆时针(四指所指的方向与带负电的粒子的运动方向相反).(3)由微粒做匀速圆周运动可知电场力和重力大小相等，得：mg =qEmv带电微粒在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为：r =而联立得：v =3I

17、L 914 .【答案】2r【解析】因三角形的总长度为L,则AB的长度为则AB边受到的安培力 F=,同理其他两边的安培力均为 丁； BC边受到的安培力竖直向上，而BAC段受到的等效安培力竖直向下，故三S 2S角形导线框受到的总安培力为0;设轻卞f长为 S,则由杠杆原理可知：mg j = F y解得F=.15 .【答案】分【解析】导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力而平衡.当ab中的电流方向由a至ij b时，磁场力向上.2T+BIL= mg 当ab中的电流由b到a时，磁场力向下.4T=BIL+ mg 解方程组得b=£16 .【答案】磁g【解析】当小球刚开始下滑时有最大加速度，即 a=g,当小球的加速度为零时有最大速度，即mg = F,F= qvB.熙解得v= uqB.17 .【答案】0.1 0.1 0.1【解析】根据公式 B=芸可得当通过3 A的电流时，受到0.0