1、& 鑫達捷致力于精品文檔 精心制作僅供參考&高中物理學習材料磁場單元評估限時： 90 分鐘 總分： 100 分一、選擇題（ 每小題 4 分，共 40 分 ）1下列說法正確的是（）A.除永久磁鐵外，一切磁場都是由運動電荷產生的B. 一切磁現象都起源于運動電荷C. 一切磁作用都是運動電荷通過磁場產生的D.有磁必有電，有電必有磁解析：磁現象的電本質，一切磁現象都起源于運動電荷答案：BC2.關于磁感應強度B,下列說法中正確的是（）A.磁場中某點B的大小，跟放在該點的試探電流元的情況有關B.磁場中某點B的方向，跟該點處試探電流元所受磁場力方向一致C.在磁場中某點試探電流元不受磁場力作用時

2、，該點B值大小為零D.在磁場中磁感線越密集的地方，B值越大解析：磁場中某點的磁感應強度由磁場本身決定，與試探電流元無關，而磁感線可以描述磁感應強度，疏密程度表示大小.答案：D圖13.如圖1所示，一圓形區域內存在勻強磁場， AC為直徑，。為圓心， 一帶電粒子從A沿AO方向垂直射入磁場，初速度為 vi,從D點射出磁場時 的速率為v2 ，則下列說法中正確的是( 粒子重力不計)( )A v2>v1 ， v2 的方向必過圓心B. V2 = vi, V2的方向必過圓心C v2>v1 ， v2 的方向可能不過圓心D. V2 = vi, V2的方向可能不過圓心答案： B鑫達捷圖24.如圖2所示，三

3、個速度大小不同的同種帶電粒子沿同一方向從圖示 長方形區域的勻強磁場上邊緣射入，當它們從下邊緣飛出時對入射方向的 偏角分別為90?、60?、30?,則它們在磁場中運動時間之比為（）A. 1 ： 1 ： 1B. 1 ： 2 ： 3C. 3 ： 2 ： 1D聿：& ： 1解析：如圖3所示，設帶電粒子在磁場做圓周運動的圓心為 Q由幾何關系知，圓弧MN所、上、一一-MNRamvamatt -、一對應的粒子運動的時間 t = = - , =三，因止匕，同種粒子以vvqBvqB不同速度射入磁場，經歷時間與它們的偏角a成正比，即ti ： t2： t3 = 90? ： 60? ： 30? = 3 ： 2

4、 ： 1.答案：C5. （2011 新課標卷）電磁軌道炮工作原理如下圖4所示，待發射彈體 可在兩平行軌道之間自由移動，并與軌道保持良好接觸.電流 I從一條軌 道流入，通過導電彈體后從另一條軌道流回.軌道電流可形成在彈體處垂 直于軌道面的磁場（可視為勻強磁場），磁感應強度的大小與I成正比.通 電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出.現欲使彈體的出射速度 增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是（）圖4A.只將軌道長度L變為原來的2倍B.只將電流I增加至原來的2倍C.只將彈體質量減至原來的一半D.將彈體質量減至原來的一半，軌道長度 L變為原來的2倍，其他量 不變解析：由題意可知，安培力做功使炮彈

5、的速度逐漸增大.假設軌道寬1 2度為L',則由動能定理可知F安培力L= 2mV,而F安培力= BIL',又根據題意 可知 B=KI（K為常數），三個式 子整理 可得到彈 體的出 射速度 v =2KLL'iyj2KLL-，從而判斷B, D正確.答案：BD6.如圖5所示，甲是一帶正電的小物塊，乙是不帶電的絕緣物塊，甲、 乙疊放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空間有垂直紙面向里的勻 強磁場.現用水平恒力拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動一起向左加速運動， 在加速運動階段（）圖5A.甲、乙兩物塊間摩擦力不斷增大B.甲、乙兩物塊間摩擦力不斷減小C.甲、乙兩物塊間摩擦力大小不變D.乙

6、物塊與地面間摩擦力不斷增大答案：BD圖67 .利用如圖6所示裝置可以選擇一定速度范圍內的帶電粒子.圖中板 MN±方是磁感應強度大小為 B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，板上的兩 條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L. 一群質量為mi電荷量為q, 具有不同速度的粒子從寬度為 2d的縫垂直于板MNS入磁場，對于能夠從 寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是（）A.粒子帶正電8 .射出粒子的最大速度為qB3d + L2mC.保持d和L不變，增大B,射出粒子的最大速度與最小速度之差增 大D.保持d和B不變，增大L,射出粒子的最大速度與最小速度之差增 大解析：粒子要從右邊的縫中射出，粒子

7、進入磁場后向右偏，根據左手 定則可以判斷粒子帶負電，a項錯誤；由qvB= mr得v=qmr,可見半徑越3d+L-qB3d+L大，速率越大，最大半徑為因此射出的最大速度為y 2m , B項 正確；同理可求得最小速度為譬最大速度與最小速度之差為誓，這個 2m2m值與L無關，可以分析，C項正確，D項錯誤.答案：BC8 .如圖7所示，勻強磁場的磁感應強度為 B,有一矩形線圈abcd,且 ab= Li, ad= L2,通有逆時針方向的電流I,讓它繞cd邊轉過某一角度時， 使線圈平面與磁場夾角為。，則（）A.穿過線圈的磁通量為 =BLL2sin 69 .穿過線圈的磁通量為（D=BLL2Cos。C. cd邊

8、受到的安培力為 F= BILisin 6D. ad邊受到的安培力為 F= BILiCos 6解析：沿cd轉過某一角度，使線圈平面與磁場夾角為。，此時穿過線圈的有效面積為LLsin所以穿過線圈的磁通量為 BLLzsincd邊與 磁場方向垂直，受到的安培力為 BILi, ad邊與磁場方向平行，受到的安培 力為0.答案：A9.如圖8,空間有垂直于xOy平面的勻強磁場.t = 0的時刻，一電子R以速度V0經過x軸上的A點，萬向沿x軸正萬向.A點坐標為（一萬，0）,其中R為電子在磁場中做圓周運動的軌道半徑.不計重力影響，則 （）A.電子經過y軸時，速度大小仍為voB.電子在t =-6v第一次經過y軸2-

9、 13C.電子第一次經過y軸的坐標為（0, -2RD.電子第一次經過y軸的坐標為（0,R)解析：因電子在勻強磁場中運動，只受洛倫茲力，做勻速圓周運動，故A正確；畫出軌跡，由幾何關系可知，當電子轉過30?角時，到達y軸112斤R 斤R對應時間t=T=石><2丁=嬴，故B正確；電子應向下萬偏轉.故穿過y軸時坐標為y= R1 cos30? ) = 2Fr 故 D正確.答案：ABD10 .回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交 流電源兩極相連接的兩個 D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的 電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩 D形金屬盒處于垂直于盒底 的勻強磁場

10、中，如圖9所示.設D形盒半徑為R若用回旋加速器加速質子 時，勻強磁場的磁感應強度為 B,高頻交流電頻率為f.則下列說法正確的 是（）圖9A.質子被加速后的最大速度不可能超過 2兀fRB.質子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關C.只要R足夠大，質子的速度可以被加速到任意值D.不改變B和f,該回旋加速器也能用于加速 a粒子解析：由于回旋加速器所加交變電壓周期與粒子轉動的周期相同，則 粒子的最大速度為2兀fR, A項正確；質子被加速后的最大速度 Vm= 呼 與加速電場的電壓大小無關，B項正確；R足夠大，質子速度不能被加速到 任意值.因為按相對論原理，質子速度接近光速時光子質量發生變化，進步提

11、高速度就不可能了,C項錯誤；因為回旋加速器所加交變電壓周期與粒子轉動周期應相同，粒子轉動周期T= 2= a粒子與質子的比荷不相同,Bq應調節f或B,故D項錯誤.答案：AB二、填空題（每小題5分，共20分）圖1011 .如圖10所示，比荷為e的電子，以速度V0沿AB邊射入邊長為a m的等邊三角形的勻強磁場區域中，欲使電子從BC邊穿出，磁感應強度B的取值應為.解析：畫出剛好不出BC邊的臨界狀態對應的軌跡，應與 BC相切，根據軌跡確定半徑，再根據r = mv求BeB小立二 3 3mv答案：Bae圖1112 .如圖11所示，質量為 簿 帶電量為一q的粒子，從兩平行電極板 正中央垂直電場線和磁感線以速度

12、 v飛入.已知兩板間距為d,磁感應強度 為B,這時粒子恰能直線穿過電場和磁場區域（重力不計）.今將磁感應強度 增大到某值，則粒子將落到極板上.粒子落到極板上的動能為 .解析：由題意：qd）= qvB,又當粒子落到極板上有：一q - 2= EkgmV,所以Ek =mVqvBd2.2答案:mvqvBd213 .如圖12所示，A、B為粗細均勻的銅環直徑兩端，若在 A、B兩端 加一電壓U,則環心。處的磁感應強度為.（已知圓環直徑為d）圖12答案： 014 .如圖13所示，質量為 m的帶電微粒，在相互垂直的勻強電磁場中運動， 電場強度為E， 方向豎直向下， 磁感應強度為B， 方向垂直紙面向里，此微粒在垂

13、直于磁場的豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動（不計空氣阻力） ，微粒一定帶 電（填“正”或“負” ） ，微粒的線速度大小為圖13解析： 粒子做勻速圓周運動，則重力與電場力等大反向，故電場力豎直向上，則微粒帶負電，又 R= mvv且mgqE,所以v=qBFgBR qBm e答案：負；警三、論述計算題（共40分）圖1415 . （10分）如圖14所示，平行金屬導軌間距為 0.5 m,水平放置，電 源電動勢為E= 1.5 V,內阻r = 0.2 Q,金屬棒電阻 R= 2.8 Q,與平行 導軌垂直，其余電阻不計，金屬棒處于磁感應強度B= 2.0 T、方向與水平方向成60?角的勻強磁場中，則開始接通電路

14、瞬間，金屬棒受到的安培力 的大小和方向如何？若棒的質量為 m= 5X10 2kg,此時它對軌道的壓力是 多少？（g取 10 m/s2）解：電路剛接通的瞬間，金屬棒瞬時速度為零，金屬棒受三個力作用， 即：重力、支持力、安培力，由于此時金屬棒未動，不會產生感應電動勢， 這時回路中的電流只由電源及回路電阻決定.由閉合電路歐姆定律有E _1.5& r=2.8 +0.2A = 0.5 A.F= BIL=2.0 X0.5 X0.5 N =0.5 N.方向由左手定則可知， 與軌道成 30? 角斜向左上方， 其豎直的分力Fsin8=0.5Xsin30? N = 0.25 N.因 Fsin30? =0.

15、25 N,小于重力 mg= 5X 10 2X10 N = 0.5 N.說明軌道對金屬棒仍有支持力FN存在，由豎直方向受力平衡知：Fn+ Fsin30 ? mg= 0,Fn= mg- Fsin30 ? =0.5 N - 0.25 N = 0.25 N.由牛頓第三定律可知，金屬棒對軌道的壓力為 0.25 N.圖1516 . （10分）如圖15所示，足夠長的絕緣斜面與水平面間的夾角為 5 （sin a =0.6）,放在水平方向的勻強電場和勻強磁場中，電場強度E= 50V/m,方向水平向左，磁場方向垂直于紙面向外.一帶電量 q= +4.0X10 2 C,質量m= 0.40 kg的光滑小球，以初速度 v

16、°=20 m/s ,從斜面底端 A 沖上斜面，經過3 s離開斜面，求磁場的磁感應強度.（取g=10 m/s2）解： 帶電小球的受力示意圖如圖 16 所示小球沿斜面方向做勻減速運動，根據牛頓第二定律，則有：mgsin a+qEcosa=ma& 鑫達捷致力于精品文檔 精心制作僅供參考&圖16qE角用得：a=gsin 民 +-mcosa= (10 X0.6 +4X 10 2X50X0.8而 ) m/s2=10 m/s 2.鑫達捷設小球運動到最高點時速度 vt = 0,所用時間為t1,則有:=2 s. V0 20vt = v°at1 = 0.解得：11 = 3=n

17、s圖17故帶電小球上升至最高點后立即下滑，此時小球受力情況如圖17所示.小球沿斜面加速下滑其加速度仍為：a= 10 m/s2,下滑時間：t2=t-ti=3 s -2 s =1 s.小球下滑t2=1 s時的速度為：v' = at 2= 10 x 1 m/s = 10 m/s.此時小球離開斜面，Fn= 0.則垂直斜面方向有：qEsin a +qv' B= mgos a ,m mgcos a qEsin a解得B=卬qv=5.0 T.17 .圖18中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為 d,電壓為U,兩板 之間有勻強磁場，磁感應強度大小為B0,方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里.圖中右邊

18、有一半徑為R,圓心為O的圓形區域，區域內也存在勻強 磁場，磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面朝里.一電荷量為q的正離子 沿平行金屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射 出平行金屬板之間的區域，并沿直徑 EF方向射入磁場區域，最后從圓形區 域邊界上的G點射出，已知弧"FG所對應的圓心角為。，不計重力，求(1)離子速度的大小；(2)離子的質量.解：(1)由題設知，離子在平行金屬板之間做勻速直線運動，它所受到 的向上的磁場力和向下的電場力平衡qvR=qE)式中，v是離子運動速度的大小，Eo是平行金屬板之間的勻強電場的強、一U度，有Eo=d由式得一(2)在圓形磁場區域，離子做勻速圓周運動.由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有2qvB=圖19式中，m和r分別是離子的質量和它做圓周運動的半徑. 由題設，離子 從磁場邊界上的點 G穿出，離子運動的圓周的圓心 O必在過E點垂直于 EF的直線上，且在EG的垂直平分線上(見上圖).由幾何關系有& 鑫達捷致力于精品文檔 精心制作僅供參考&r = Ran民式中，a是OO與直線EF的夾角.