人教版高中物理检测专题磁场单元测试基础篇

1、专题05磁场段元测试-基础篇、单选题1 .如图所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置 2,通电导线所受安培力是（）A.数值变大，方向不变B.数值变小，方向不变C.数值不变，方向改变D.数值、方向均改变【答案】 B【解析】安培力F=BIL,电流不变，垂直直导线的有效长度减小，安培力减小，安培力的方向总是垂直B、I所构成的平面，所以安培力的方向不变，B对，故选B.2 .如图所示，带负电的粒子以速度 v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大 （方向垂直纸面向外）, 则带电粒子的可能轨迹是 （）A. aB. bC. cD. d【答案】B【解析】粒子的出射方向必

2、定与它的运动轨迹相切，故轨迹 a、c、d均不可能，正确答案为 B.3 .两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的（）A.轨道半径减小，角速度增大 B.轨道半径减小，角速度减小C.轨道半径增大，角速度增大 D.轨道半径增大，角速度减小2 v , , , mv qvB m,轨道半径 R ,【答案】D【解析】由于磁场方向与速度方向垂直，粒子只受到洛伦兹力作用，即洛伦兹力不做功，从较强到较弱磁场区域后，速度大小不变，但磁感应强度变小，轨道半径变大，根据角速度 v可判断角速度变小，选项D正确。R4

3、.如图，在x>0、y>0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为 B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由x轴上的P点以不同的初速度平行于y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则()XFD. F= BILsina【答案】B0A.初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子B.初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子C.在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子D.在磁场中运动时间最短的是沿方向射出的粒子【答案】A【解析】由R=mv可知，速度越大半径越大，选项 A正确、B错误；由于粒子相同，由周期公式T=2可qBqB知，粒子运动周期相同，运动时间取决于圆弧

4、对应的圆心角，所以经历时间最长的是沿方向出射的粒子，选项C、D错误。5 .如图所示，倾斜导轨宽为 L,与水平面成 a角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上.当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F()A.方向垂直ab杆沿斜面向上B.方向垂直ab杆水平向右C. F= BILcos a【解析】由题图知电流方向由 b-a且与磁场方向垂直，根据左手定则可知安培力水平向右，由安培力计 算公式可得F=BIL,故选B.6.半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力）从A点以速度V0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出。/ AOB=20

5、° ,如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（）A.2/B立Tt ?_ v3% ?C. 3?0D.?r【答案】D【解析】从？?？?所对圆心角0=60。，知t=6T=3?o但题中已知条件不够，没有此选项，另想办法找规律表示t。由匀速圆周运动t=?,从题图分析有 R3r,则：？?？?=R- 0=rx4 =1兀r,则t=?= 奎?,故D正 ?033?03?0确。7 .如图所示，乙是一个带正电的小物块，甲是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场.现用水平恒力拉甲物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速运动阶段（）X X

6、XI XX XXII 乙 K XF* 印 1 7777777777777T77A.甲、乙两物块一起匀加速运动8 .甲、乙两物块间的摩擦力不断增大C.甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小【答案】D【解析】乙带正电，在向左运动的过程中，受到的洛伦兹力的方向向下，所以对甲的压力变大，甲与地面之间的为滑动摩擦力，压力变大，所以甲与地面之间的滑动摩擦力也变大，甲、乙两物块间没有相对的滑动，是静摩擦力，由于甲与地面之间的滑动摩擦力的增大，整体的加速度减小，所以A错误；对于乙来说,静摩擦力作为合力产生加速度，由于整体的加速度减小，所以甲、乙两物块间的摩擦力不断减小，所以RC错误，

7、D正确.8 .质量和电荷量都相等的带电粒子M和N以不同的速率经小孔 S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是 （）X X X XA.M带负电,N带正电B.M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对M N做正功D.M的运行时间大于 N的运行时间【答案】A?.【解析】由左手定则判断得 M带负电、N带正电，选项A正确。由题图可知 M N半径关系为 R>FN,由R3市可 知，Vm>Vn,选项B错误。因洛伦兹力与速度方向时刻垂直 ，故不做功,选项C错误。由周期公式 T=2U及t=；T 可知，tM=tN,选项D错误。二、多选题9 .三个速度大小不同而质量相同的一价离子，从长方

8、形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场，它们从下边缘飞出时的速度方向如图所示.以下判断正确的是（）3里口翼 X M XII X X K X1IJ X X X x!一丁格A.三个离子土!带负电 B.三个离子均带正电C.离子1在磁场中运动的轨迹半径最大D.离子3在磁场中运动的时间最短【答案】AD【解析】由图看出，三个离子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断可知，三个离子都带负电，故A正确，B错误.三个离子的轨迹都为圆弧，由几何知识看出，离子3在磁场中运动的轨迹的半径最大，故 C . 0C 、 错反.设轨迹对应的圆心角为a ,则离子在磁场中运动时间为t = 2-T,而二个离子的周期相同，离

9、子 3D正确.的速度偏向角最小，则轨迹圆心角最小，运动时间最短，故10.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电流两极相连接的两个D形金属盒,在两盒间的狭缝中形成的周期性变化的匀强电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，设匀强磁场的磁感应强度为B, D形金属盒的半径为R,狭缝间的距离为d,匀强电场间的加速电压为 U,要增大带电粒子（电荷量为q、质量为m,不计重力）射出时的动A.增大匀强电场间的加速电压B.减小狭缝间的距离C.川D.增大D形金属盒的半径【答案】C,D【解析】带电粒子射出加速器时,足承序粒子的速度最大，对应动能最

10、大，由%加R=和1 2Ekm= 2 m 1% 可得：Ekm=B,增大D形盒的半径力“，可见，粒子射出时的最大动能与加速电压及缝间距无关，增大磁感应强度R可以增大粒子的最大动能，故A、B错误，C D正确。【分析】回旋加速器加速粒子的末速度仅由磁场大小和D形盒大小来粒子的加速次数， 磁场越大，D形盒半径越大，粒子在盒内运动次数越多， 加速次数越多, 末速度越大。11 .如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A沿曲线ACB1动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，阻力不计，以下说法正确的是（B.液滴在C点时动能最大C.液滴从A运动到C的过程中机械能守

11、恒D.液滴将由B点返回A点【答案】AB【解析】由轨迹走向可知液滴一定带负电。洛伦兹力不做功，液滴由A到C,克服电场力做功，所以从A运动到C过程中机械能不守恒，由于重力大于电场力，所以由动能定理知，液滴在C点时动能最大。液滴到达 B处 后，向右重复类似于 ZC-B的运动，不能再由B点返回A点。故选 A B12 .某同学家中电视机画面的幅度偏小，维修的技术人员检查后认为是显像管出了故障，显像管如图甲所示，L为偏转线圈，从右向左看截面图如图乙所示 ，引起故障的原因可能是（）r乙A.加速电场的电压过大，电子速率偏大B.电子枪发射能力减弱，电子数减少C.偏转线圈的电流过大，偏转磁场增强D.偏转线圈匝间短

12、路，线圈匝数减小【答案】AD【解析】根据题意，电视机画面幅度偏小是因为电子在磁场中的偏转半径变大，所以可能的原因是电子速率增大,或是磁场减弱,选项A、D正确。13 .长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场 ，如图所示，磁感应弓II度为 B板间距离也为 L极板不带 电，现有质量为mi电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度 v水平射入 磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（）A.使粒子的速度v<?B.使粒子的速度v>5?篙C.使粒子的速度 丫>?等口.使粒子的速度?<v<5?【答案】AB【解析】如图所示?由题意知，若带正电的

13、粒子从极板左边射出磁场，其在磁场中做圆周运动的半径R%,因粒子在磁场中做圆周?2运动,洛伦兹力提供向心力,即qvB=m?可得粒子做圆周运动的半径：尸标粒子不从左边射出，则：蔡<?即v<?4?22 一？ 2带正电的粒子从极板右边射出磁场，如图所不，此时粒子的最大半径为R由上图可知：R2=L+（?-万） 可得粒子做圆周运动的最大半径：R=4 又因为粒子做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,粒子不从右边射出，则? > 5?即v>5?篙,故欲使粒子打在极板上,粒子的速度必须满足v<W?或v>5?4?故A、B正确,C、D错误。14 .如图所示，两个初速度大小相同的同种离子a

14、和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上。不计重力。下列说法正确的有（）A. a、b均带正电B. a在磁场中飞行的时间比 b的短C. a在磁场中飞行的路程比 b的短D. a在P上的落点与 O点的距离比b的近【答案】ADA正确;【解析】离子要打在屏 P上，都要沿顺时针方向偏转，根据左手定则判断，离子都带正电，选项2由于是同种离子，因此质量、电荷量相同，初速度大小也相同，由qvB= m可知，它们做圆周运动的半径相同，作出运动轨迹，如图所示，比较得a在磁场中运动的路程比 b的长，选项C错误；由t=S可知，a在磁场中运动的时间比 b的长，选项B错误；从图上可以看出，选项 D正确。三、计算

15、题15.如图所示，在与水平方向夹角为60。的光滑金属导轨间有一电，在相距 1 m的平行导轨上放一质量为mi= 0.3 kg的金属棒ab,通以从b一 a、I = 3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止.求： (1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2) ab棒对导轨的压力.(g= 10 m/s 2)【答案】(1)1.73 T (2)6 N ,方向垂直斜面向下【解析】金属棒ab中电流方向由b-a,它所受安培力方向水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直斜面斜向上的支持力，三力合力为零，由此可以求出安培力，从而求出磁感应强度B的大小，再求出ab棒对导轨的压力./Ijh 吕 /一1 1) ab棒静止

16、，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则mgin 60 ° = BILcos 60 ° mgan 60 °B=IL0.3 X10X 季 T T=J T = 1.73 T.32 2) ab棒对导轨的压力为：_ mg0.3X10Fn = Fn=o =N = 6 N ,方向垂直斜面向下.cos 60 J 216 .如图所示，一个质量为m电荷量为一q、不计重力的带电粒子从 x轴上的Ra, 0)点以速度v,沿与x轴正方向成60。的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，求：(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)穿过第一象限的时间.咯案】黑4 ;；aO二

17、胆J JE:【解析】(1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹如图，由图中几何关系知Rcos 30v2mv 3mvqvB= mB= qR= 2qa.、一120°27tm 4 J3ti a运动时间1=360-*冠=9v17 .在以坐标原点 O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y轴的交点C处沿+y方向飞出。(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷 m(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B',该粒子仍从

18、A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度 B'多大？此时粒子在磁场中运动所用时间t是多少？【解析】(1)由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了 90。，则粒子轨迹半径R= r2v又 qvB= m则粒子的比荷q_ _v_ m Br°(2)粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60。角，故AD弧所对圆心角为 60。，粒子做圆周运动的半径R' = r cot 30 ° = 3 r又R'=mv qB'所以B'=粒子在磁场中飞行时间1t=6T=1 2兀18 .如图所示，空间存在一方向垂直于纸面、磁感应强度为B的正方形匀强磁场区域，一电荷量为一q的粒 子(不计重力)从八点沿AB方向以速度v射入磁场，粒子从 BC边上的E点离开磁场，且 AE= 2BE=