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磁场

检测试题

(时间:60分钟 满分:100分)

【测控导航】 知识点 1.磁场中导体的运动 2.安培力 3.洛伦兹力及其应用 4.带电粒子在复合场中的运动 题号 2(易) 1(易),3(易),9(中) 5(易),7(中),10(中),11(中) 4(易),6(易),8(中),12(难) 一、选择题(共8个小题,每题6分,共48分.第1～4小题为单项选择题,第5～8小题为多项选择题,选对但不全的得3分)

1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( B ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半

解析:由左手定则知,安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直,选项A错误,B正确;由F=ILBsin θ可知,安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关,选项C错误;将直导线从中点折成直角,假设原来直导线与磁场方向垂直,若折成直角后一段与磁场仍垂直,另一段与磁场平行.则安培力的大小变为原来的一半,若折成直角后,两段都与磁场垂直,则安培力的大小变为原来的,因此安培力大小不一定是原来的一半,选项D错误.

2.(2017·玉溪一中高二期末)将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来,在其附近放一块条形磁铁,磁铁的轴线与圆环在同一个平面内,且通过圆环中心,如图所示,当圆环中通以顺时针方向的电流时,从上往下看( C )

A.圆环顺时针转动,靠近磁铁 B.圆环顺时针转动,远离磁铁 C.圆环逆时针转动,靠近磁铁 D.圆环逆时针转动,远离磁铁

解析:该通电圆环相当于一个垂直于纸面的小磁针,N极在内,S极在外,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可得C项正确. 3.长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为B,对于下列各图中,导线所受安培力的大小计算正确的是( A )

A.Fa=ILBcos θ B.Fb=ILBcos θ

C.Fc=ILBsin θ D.Fd=ILBsin θ

解析:在(a)图中,导线不和磁场垂直,故将导线投影到垂直磁场方向上,故Fa=ILBcos θ,故选项A正确;在(b)图中,导线和磁场方向垂直,故Fb=ILB,故选项B错误;在(c)图中导线和磁场方向垂直,故Fc=ILB,故选项C错误;在(d)图中导线和磁场方向垂直,故Fd=ILB,故选项D 错误.

4.(2017·三明六校联考)如图所示,一个带负电荷的小球在真空中水平抛出,水平方向的匀强磁场与小球的轨迹平面垂直.若小球能够落地,则( A )

A.落地时,速度方向可能竖直向下 B.小球做平抛运动

C.小球在运动过程中机械能减少 D.小球的速度大小保持不变

解析:小球受到竖直向下的重力和始终与速度方向垂直的洛伦兹力作用,随着速度方向的不断变化,洛伦兹力的方向也相应变化,小球落地的过程中只有重力做功,洛伦兹力不做功,机械能守恒,且落地时速度方向有可能竖直向下,选项A正确,C错误;小球受到洛伦兹力的作用,不是平抛运动,而且速度的大小和方向都在不断变化,故选项B,D 错误。

5.如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用,则( AD )

A.板左侧聚集较多电子 B.板右侧聚集较多电子 C.a点电势高于b点电势 D.b点电势高于a点电势

解析:铜板中电流向上,也就是自由电子向下运动,由左手定则知,自由电子向板左侧偏转,选项A正确,B错误.由于左侧积累电子,则右侧积累正电荷,故a点电势低于b点电势,选项C错误,D正确.

6.若粒子刚好能在如图所示的竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场的竖直面内做匀速圆周运动,则可以判断( BC )

A.粒子带负电 B.粒子带正电

C.只能是逆时针运动

D.只能是顺时针运动

解析:粒子能够在竖直面内做匀速圆周运动,说明粒子所受的电场力和重力刚好大小相等、方向相反、相互抵消,合力只有洛伦兹力,电场方向向上,所以粒子带正电,又根据左手定则,粒子只能是逆时针运动,选项B,C正确.

7.如图所示为圆柱形区域的横截面,在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转60°角;该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射,粒子飞出磁场区域时,速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( AC )

A.半径之比为

∶1 B.速度之比为1∶

D.时间之比为3∶2

C.时间之比为2∶3

解析:设磁场半径为R,当第一次以速度v1沿截面直径入射时,根据几何知识可得=tan 30°,

即r1=R.当第二次以速度v2沿截面直径入射时,根据几何知识可得r2=R,所以=,选项A

正确;两种情况下都是同一个带电粒子在相等的磁感应强度下运动的,所以根据公式r=,

可得==,选项B错误;因为周期T=,与速度无关,所以运动时间比为==,选项C

正确,D错误.

8.(2017·成都外国语学校高二期末)利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是( BD )

A.上表面电势高 B.下表面电势高 C.该导体单位体积内的自由电子数为

D.该导体单位体积内的自由电子数为

解析:由左手定则可知,自由电子向上表面偏转,故下表面电势高,选项B正确,A错误;再根据