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深圳市龙文一对一2019-2019 学年高中物理选修3-1 第三章磁场状元培优单元测试题（人教版附答案）一、选择题1、如图 2 所示， ab 是一个可绕垂直于纸面的轴O 转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器R 的滑动片P 自左向右滑行时，线框将（）A. 保持静止不动B. 沿逆时针方向转动C. 沿顺时针方向转动D. 发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向2、一个闭合电路产生的感应电动势较大，是因为穿过这个闭合电路的A磁感应强度大B 磁通量较大C 磁通量的变化较快D 磁通量的变化量大3、如图甲所示，垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2L，磁感应强度的大小为，一边长为L、电阻为 R 的正方向均匀导线框ABCD从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 匀速穿过磁场区域，在乙图中给出的线框C、D 两端的电压与线框移动距离x 的关系的图像正确的是4、如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能的是()A.始终做匀速运动B.始终做减速运动，最后静止于杆上C.先做加速运动，最后做匀速运动D.先做减速运动，最后做匀速运动5、一束几种不同的正离子，垂直射入有正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转，接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束，如图所示对这些正离子，可得出结论()A它们的动能一定各不相同B它们的电量一定各不相同C它们的质量一定各不相同D它们的比荷一定各不相同6、如图，一束负离子从S 点沿水平方向射出，在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，负离子束最后打在荧光屏上坐标系的第象限中，则所加电场E 和磁场 B 的方向可能是 ( 不计离子重力及相互作用力 )（）A E 向上， B 向上B E 向下， B 向下C E 向上， B 向下D E 向下， B 向上7、如图 4，一匝数为N、面积为 S、总电阻为 R的圆形线圈，放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面当线圈由原位置翻转180过程中，通过线圈导线横截面的电荷量为A B C D 第 1页8、带电粒子a、 b 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，他们的动量大小相等，a 运动的半径大于b 运动的半径。若a、 b 的电荷量分别为qa、 qb，质量分别为ma、 mb, 周期分别为Ta、 Tb。则一定有ABCD9、图示是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方E有强度为的匀强磁场，下列表述错误的是：（）A、质谱仪是分析同位素的重要工具B、速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内C、能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于D、粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大10、如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a，b，c 电荷量相等，质量分别为ma，mb，mc，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是ABCD二、填空题11、磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。如图是磁流体发电机的装置：A、 B 组成一对平行电极，两极间距为d，内有磁感强度为B 的匀强磁场，现持续将一束等离子体( 即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的带电粒子，而整体呈中性) 垂直喷射入磁场，、B两板间便产生电压。、B板哪AA一个是发电机的正极_ 每个离子的速度为v，电量大小为 q，稳定时， 磁流体发电机的电动势 _E12、如图所示为一磁流体发电机示意图，A、 B 是平行正对的金属板，等离子体（电离的气体，由自由电子和阳离子构成，整体呈电中性）从左侧进入，在t 时间内有 n 个自由电子落在B 板上（电子电量为），则R中的电流大小为_ 方向为 _e13、如图所示，三块完全相同的磁铁套在固定于水平面的光滑竖直杆上。相邻磁铁间同名磁极相对。平衡后 AB都悬浮在空中， 则此时磁铁间的距离满足12（选填 “” 、“” 或“ =”）。hh用手缓慢下压A 磁铁，忽略AC之间的作用，则磁铁之间因为相互作用力而产生的势能将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。14、如图所示直线MN上方有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向外，正、负电子同时从同一点 O以与 MN成 30角的同样速度 v 射入磁场（电子质量为m，电荷量为 e），它们从磁场中射出时相距_ ；射出的时间差是_第 2页15、如图 A-6 所示，导体框架有一匀强磁场垂直穿过，磁感应强度B=0.2T ，电阻 R 1 =R 2 =1 ，可动导体的电阻为0.5 ，导体框的电阻不计，AB 长度为 0.5m，当 AB以 10m/s的速度匀速移动的过程中，AB 两端的电压U AB =_V ，所需外力的大小 F=_N，外力的功率 PF=_W三、多项选择16、关于磁场中的通电导线和运动电荷的有关说法中正确的是()A磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直B 通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用C带电粒子在磁场中也可能做匀速直线运动D 在磁场中运动的带电粒子，其动能一定不变，而速度一定变化17、带电小球以一定的初速度v0 竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为 v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h ，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v ，小球上30升的最大高度为h4，如图所示不计空气阻力，则（）A一定有 h =h3B 一定有 h h411C h与 h无法比较D h1与 h 无法比较24218、【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2019 届高三上学期入学摸底考试理科综合】（多选）如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子（不计重力）沿方向射入磁场，分别从边上的 、Q两点射出，ABACP则：（）A从 P 点射出的粒子速度大B 从 Q点射出的粒子向心力加速度大C从 P 点射出的粒子角速度大D 两个粒子在磁场中运动的时间一样长19、 ( 多选 )(2019厦门一模 ) 如图所示 , 匀强磁场的边界为直角三角形, EGF=30 , 已知磁感应强度为B, 方向垂直纸面向里,F 处有一粒子源 , 沿 FG方向发射出大量带正电荷q 的同种粒子 , 粒子质量为 m,粒子的初速度v0 大小可调 , 则下列说法正确的是()A. 若粒子能到达EG边界 , 则粒子速度越大, 从 F 运动到 EG边的时间越长B. 无论 v0 取何值 , 粒子都无法到达 E 点C. 能到达 EF 边界的所有粒子所用的时间均等D.粒子从 F 运动到 EG边所用的最长时间为20、( 多选 )(2019黄山二模 ) 如图所示 , 通电直导线 ab 质量为 m、水平地放置在两根倾角均为 的光滑绝缘导体轨道上 , 通以图示方向的电流, 电流强度为 E, 两导轨之间距离为l , 要使导线 ab 静止在导轨上 , 则关于所加匀强磁场方向( 从b 向 a 看 ) 、大小的判断正确的是()A. 磁场方向竖直向上, 磁感应强度大小为B. 磁场方向竖直向下, 磁感应强度大小为第 3页C. 磁场方向水平向右, 磁感应强度大小为D. 磁场方向垂直斜面向上时, 磁感应强度有最小值四、计算题21、如图所示，半径为的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。现有一带电离子（不计重力）从A 以速度沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从A 点入射到C点射出磁场时速度方向改变了60o （ 1）该离子带何种电荷；（ 2）求该离子的电荷量与质量之比22、如图所示，水平放置的两块带金属极板a、b 平行正对 . 极板长度为l , 板间距为d , 板间存在着方向坚直向下、场强大小为E 的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场. 假设电场、 磁场只顾在于两板间. 一质量为m 、电荷量为q的粒子，以水平速度v 0 从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向入极板间，恰好做做匀速直线运动. 不计重力及空气阻力.（ 1）求匀强磁场感应强度B 的大小；（ 2）若撤去磁场，粒子能从极板间射出，求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离；（ 3）若撤去磁场，并使电场强度变为原来的2 倍，粒子将打在下极板上，求粒子到达下极板时动能的大小.23、【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2019 届高三7 月联考物理试卷】（12 分）如图所示，坐标平面第1 象限内存在大小为、方向水平向左的匀强电场，在第 II象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比的带正电的粒子，以初速度从 x 轴上的 A 点垂直 x 轴射入电场，OA=0.15 m ，不计粒子的重力。(1) 求粒子经过 y 轴时的位置到原点 O的距离：(2) 若要使粒子不能进入第三象限，求磁感应强度B 的取值范围 ( 不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况) 。参考答案一、选择题1、C2、C3、 D4、 C5、解析：在电磁场中，正离子受到的洛伦兹力F 洛与电场力F电相等，从而做直线运动，有Eq qvB1 ， v，即所有正离子速度都相同，当正离子进入磁场B2 中时， r，正离子分成几束，则r 不同，比荷一定各不相同，D 正确答案： D6、【答案】 A 【解析】由题意及可知，电子在电场中受力应向下，故电场方向应向上；而粒子在磁场作用下向左偏转，故说明洛仑兹力向左，由左手定则可知，B 应向上。故选A 。【考点】带电粒子在混合场中的运动第 4页7、B8、A 根据洛伦兹力提供向心力可以得到离子的运动半径为,离子的动量相等， 且在同一个磁场中，a 运动的半径大于b 运动的半径，所以a 的电量小于b 的电量， A 正确， BCD 错误9、 B 【解析】10、B【解析】由题意知，mag=qE ，mbg=qE+Bqv ，mcg+Bqv=qE ，所以，故 B 正确； ACD 错误。【考点定位】带电粒子在复合场中的运动【名师点睛】三种场力同时存在，做匀速圆周运动的条件是mag=qE，两个匀速直线运动，合外力为零，重点是洛伦兹力的方向判断。二、填空题11、 _B 板 ； _Bdv12、I=从上向下13、增大14、15、 0.5V; 0.1N; 1W三、多项选择16、 AC17、 AC18、BD19、B、C。当粒子的轨迹与EG边界相切时 , 粒子恰好到达EG边界 , 如图所示。 若粒子速度大于这个速度, 则从 EG边界射出 , 根据 r=可得粒子运动半径增大, 轨迹所对圆心角减小, 根据 t=T(T=, 大小与速度无关, 是一个定值) 可得运动时间越短, 若速度小于这个速度, 则从 EF 边界射出 , 所以无论v0 取何值 , 粒子都无法到达E 点 ,A 错误 B 正确 ; 若粒子能到达EF边界 , 则其轨迹所对的圆心角都为180 , 根据 t=T 可得所用时间相同,C 正确 ; 当粒子的轨迹与EG边界相切时 , 粒子恰好到达 EG边界 , 所对应的圆心角最大为150 , 所用时间最长 , 此时 t=T=,D 错误。20、 A、 D。磁场方向竖直向上, 受力如图甲所示则有在水平方向上:F-F Nsin =0, 在竖直方向上 :mg-F Ncos =0, 其中F=BI l, 联立可解得 :B=,A 正确 ; 若磁场方向竖直向下 , 受到的安培力方向水平向左, 则不可能静止 ,B 错误 ; 若磁场方向水平向右, 电流方向和磁场方向平行, 不受安培力作用,C 错误 ; 若要求磁感应强度最小, 则一方面应使磁场方向与通电导线垂直, 另一方面应调整磁场方向使与重力、支持力合力相平衡的安培力最小。如图乙 , 由力的矢量三角形法则讨论可知, 当安培力方向与支持力垂直时, 安培力最小 , 对应的磁感应强度最小, 设其值为 B, 则 :BminI l =mgsin , 得 :min第 5页Bmin =,D 正确。四、计算题21、22、解析：（1）带电粒子匀速通过场区时受到的电场力与洛伦兹力平衡，解得磁感应强度(2) 电子通过电场区偏转的距离(3) 设粒子运动到下极板时的动能大小为E k ，根据动能定理解得常规题型，考查带电粒子在电、磁场中的运动、速度选择器等知识点，难度中等.23、（ 1） 0.4 m （ 2） B 4 10 2 T 【解析】(2) 粒子经过y 轴时在电场方向的分速度为：vx at 1.5 10 7 m/s粒子经过y 轴时的速度大小为：v 2.5 10 7 m/s与 y 轴正方向的夹角为 ， arctan 37要使粒子不进入第三象限，如图所示，此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，则： R R yqvB m联立解得 B 4 10 2 T第 6页
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