2018-2019学年高中物理 第三章 磁场章末综合检测 新人教版选修3-1.doc

第三章 磁场章末综合检测一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1关于磁通量，正确的说法有()A磁通量不仅有大小而且有方向，是矢量B在匀强磁场中，a线圈面积比b线圈面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C磁通量大，磁感应强度不一定大D把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量比在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处大解析：磁通量是标量，大小与B、S及放置角度均有关，只有C项说法完全正确答案：C2如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置经过位置到位置，且位置和都很靠近位置.在这个过程中，线圈中的磁通量()A是增加的B是减少的C先增加，后减少D先减少，后增加解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁体的磁极附近磁感线的分布情况线圈位于位置时，磁通量为零，故线圈中磁通量是先减少，后增加的答案：D3.如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力为了使拉力等于零，可以()A适当减小磁感应强度 B使磁场反向C适当增大电流 D使电流反向解析：首先对MN进行受力分析，受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和竖直向上的安培力处于平衡时有2FBILmg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大答案：C4如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放下列判断正确的是() A当小球运动的弧长为圆周长的时，洛伦兹力最大B当小球运动的弧长为圆周长的时，洛伦兹力最大C小球从a点运动到b点，重力势能减小，电势能增大D小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小解析：将电场力与重力合成，合力方向斜向左下方与竖直方向成45角，把电场与重力场看成一个等效场，其等效最低点在点b、c之间，小球从b点运动到c点，动能先增大后减小，且在等效最低点的速度和洛伦兹力最大，则A、B两项错，D项正确；小球从a点到b点，电势能减小，则C项错答案：D5如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60.若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足()AB BBCB DB解析：粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与AC相切，则粒子运动的半径为r0a.由r得，粒子要能从AC边射出，粒子运动的半径rr0，解得B，选项B正确答案：B6.如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OPx，能够正确反应x与U之间的函数关系的是() 解析：带电粒子在电场中做加速运动，由动能定理有qUmv2，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动有，整理得x2U，故B正确答案：B二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有多个选项符合题意，把正确选项前的字母填在题后的括号内)7(2017高考全国卷)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反下列说法正确的是()AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1解析：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥对L1受力分析，如图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面平行，故A错误；对L3受力分析，如图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面垂直，故B正确；设三根导线间两两之间的相互作用力为F，则L1、L2受到的磁场力的合力等于F，L3受的磁场力的合力为F，即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为11，故C正确，D错误答案：BC8一个不计重力的带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场方向平行，如下列图中的虚线所示在选项图所示的几种情况下，可能出现的是()解析：A、C选项中粒子在电场中向下偏转，所以粒子带正电，在进入磁场后，A图中粒子应逆时针转，C图中粒子应顺时针转，A正确，C错误同理可以判断，B错误，D正确答案：AD9电子以垂直于匀强磁场的速度v，从a点进入长为d、宽为L的磁场区域，偏转后从b点离开磁场，如图所示，若磁场的磁感应强度为B，那么()A电子在磁场中的运动时间tB电子在磁场中的运动时间tC洛伦兹力对电子做的功是WBev2tD电子在b点的速度值也为v解析：由于电子做的是匀速圆周运动，故运动时间t，A错误，B项正确；由洛伦兹力不做功可得C错误，D正确答案：BD10为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极污水充满管口中从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()AN端的电势比M端的高B若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零C电压表的示数U跟a和b都成正比，跟c无关D电压表的示数U跟污水的流量Q成正比解析：由左手定则可知，不管污水带何种电荷，都有NM，选项A正确，选项B错误当电荷受力平衡时有qvBq，v，流量QSv，选项C错误，选项D正确答案：AD三、非选择题(本题共3小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11.(15分)如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2 m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m 5 102kg的金属棒ab，ab的电阻为0.5 .两金属导轨一端通过电阻R和电源相连，电阻R2 ，电源电动势E6 V，电源内阻r0.5 .如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止状态，(导轨光滑，g取10 m/s2)求所加磁场磁感应强度的大小和方向解析：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止状态，ab所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向应为水平向右ab中的电流I A2 A，FILBmg，B T1.25 T.答案：1.25 T水平向右12.(15分)(2017高考全国卷)如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场在x0区域，磁感应强度的大小为B0；x0区域，磁感应强度的大小为B0(常数1)一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求：(不计重力)(1)粒子运动的时间；(2)粒子与O点间的距离解析：(1)粒子的运动轨迹如图所示带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设在x0区域，圆周半径为R1；设在x0区域，圆周半径为R2.由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得qv0B0qv0(B0)粒子速度方向转过180时，所用时间t1为t1粒子再转过180时，所用时间t2为t2联立式得，所求时间t0t1t2(2)由几何关系及式得，所求距离为d2(R1R2)答案：(1)(2)13(16分)如图所示，一带电微粒质量为m2.01011kg、 电荷量为q 1.0105C，从静止开始经电压为U1100 V的电场加速后，从两平行金属板的中间水平进入偏转电场中，微粒从金属板边缘射出电场时的偏转角30，并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D34.6 cm的匀强磁场区域微粒重力忽略不计求：(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1；(2)偏转电场中两金属板间的电压U2；(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？解析：(1)带电微粒经加速电场加速后速率为v1，根据动能定理有U1qmv，v1 1.0104 m/s.(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，设微粒进入磁场时的速度为v，则v，解得vv1.由动能定理有m(v2v)q，解得U266.7 V.(3)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设微粒恰好不从磁场右边射出时，做匀速圆周运动的轨道半径为R，由几何关系知RD，由牛顿运动定律及运动学规律qvB，得B0.1 T.若带电粒子不射出磁场，磁感应强度B至少为0.1 T.答案：(1)1.0104 m/s(2)66.7 V(3)0.1 T