人教版高二选修3-1第三章 磁场 单元测试

一、单选题

1. 难度：中等

中国宋代科学家沈括在公元1086年写的《梦溪笔谈》中最早记载了“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布情况如图所示，结合上述材料，下列说法不正确的是（    ）

A.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近

B.结合地球自转方向，可以判断出地球是带负电的

C.对垂直射向地球表面的字宙射线中的高能带电粒子，在南、北极所受阻挡作用最强，赤道附近最弱

D.因地磁场影响，在进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显

2. 难度：简单

如图所示，A为通电线圈，电流方向如图，B、C为与A在同一平面内的两同心圆，、分别为通过两圆面的磁通量的大小，下列判断中正确的是(　　)

A.

B.

C.穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向外的

D.穿过两圆面的磁通量是垂直纸面向里的

3. 难度：中等

如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正上方沿竖直方向有一绝缘细线悬挂着的正方形线框．线框中通有沿逆时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框下边与直导线平行，且到直导线的距离也为L.已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为B＝k (k为常量)，线框的质量为m，则剪断细线的瞬间，线框的加速度为(　　)

A.0

B. ＋g

C.

D.＋g

4. 难度：中等

如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流. a、0、b在M、N的连线上，O为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（    ）

A.O点处的磁感应强度为零

B.a 、c两点处的磁感应强度的方向相同

C.c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相反

D.a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反

5. 难度：中等

如图所示，在长方形abcd区域内有正交的电磁场，ab＝＝L，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去磁场，则粒子从c点射出；若撤去电场，则粒子将(重力不计)(　　)

A. 从b点射出

B. 从b、P间某点射出

C. 从a点射出

D. 从a、b间某点射出

6. 难度：简单

如图所示,长方形abcd长ad=0.6 m,宽ab=0.3 m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25T.一群不计重力、质量m=3×10^－7kg、电荷量q=+2×10^－3C的带电粒子以速度v=5×10² m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域(　　)

A.从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边

B.从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边

C.从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边

D.从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和be边

二、多选题

7. 难度：中等

如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是      （   ）

A.电子枪发射能力减弱，电子数减少

B.加速电场的电压过高，电子速率偏大

C.偏转线圈局部短路，线圈匝数减少

D.偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱

8. 难度：中等

如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线均通有大小相等、方向向上的电流；已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离；一带正电的小球以初速度v₀从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是（  ）

A.小球先做加速运动后做减速运动

B.小球一直做匀速直线运动

C.小球对桌面的压力先减小后增大

D.小球对桌面的压力一直在增大

9. 难度：中等

如图所示，在一单边有界磁场的边界上有一粒子源O，沿垂直磁场方向，以相同速率向磁场中发出了两种粒子，a为质子(¹₁H)，b为α粒子(⁴₂He)，b的速度方向垂直磁场边界，a的速度方向与b的速度方向夹角为θ＝30°，两种粒子最后都打到了位于磁场边界位置的光屏OP上，则(　　)

A.a、b两粒子转动周期之比为2∶3

B.a、b两粒子在磁场中运动时间之比为2∶3

C.a、b两粒子在磁场中转动半径之比为1∶2

D.a、b两粒子打到光屏上的位置到O点的距离之比为1∶2

10. 难度：中等

某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，ab=L₁，bc=L₂，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g．下列说法中正确的是

A. 当电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为

B. 标尺上的电流刻度是不均匀的

C. 为使电流表正常工作，流过金属杆的电流方向为M→N

D. 电流表的量程为

三、实验题

11. 难度：中等

如图所示，某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验两根金属导轨和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直.

（1）在图中画出连线，完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动.

（______）

（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：

A.适当增加两导轨间的距离     B.换一根更长的金属棒      C.适当增大金属棒中的电流

其中正确的是________（填入正确选项前的标号）.

12. 难度：中等

物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量．如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块相连，操作步骤如下，请结合操作步骤完成以下问题：

（1）为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推一下小物块，使其沿着长木板向下运动．多次调整倾角θ，直至打出的纸带上点迹_，测出此时木板与水平面间的倾角，记为θ₀．

（2）如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮摩擦不计．给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角θ₀不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A带电量不变，下列关于纸带上点迹的分析正确的是（________）

A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零

B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值

C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变

D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变

（3）为了测定物体所带电量q，除θ₀、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有（_______）

A．物块A的质量M

B．物块B的质量m

C．物块A与木板间的动摩擦因数μ 

D．两物块最终的速度v

（4）用重力加速度g，磁感应强度B、θ₀和所测得的物理量可得出q的表达式为______．

四、解答题

13. 难度：中等

音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机，如图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为L，匝数为n，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为B，区域外的磁场忽略不计．线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等，某时刻线圈中电流从P流向Q，大小为I.

(1)求此时线圈所受安培力的大小和方向；

(2)若此时线圈水平向右运动的速度大小为v，求安培力的功率．

14. 难度：中等

如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源，现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R₀=2.5Ω，金属导轨 电阻不计，g取10m/s²（已知sin37°=0.60，cos37°=0.80）．求：

（1）通过导体棒的电流； 

（2）导体棒受到的安培力大小；

（3）导体棒受到的摩擦力．

15. 难度：中等

如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨．槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50T．有一个质量m=0.10g、带电量为q=+1.6×10^-3C的小球在水平轨道上向右运动．若小球恰好能通过最高点，重力加速度g=10m/s²．求：

（1）小球在最高点所受的洛伦兹力F；

（2）小球的初速度v₀。

16. 难度：困难

如图所示，的区域内存在着沿轴负方向的匀强电场E，E在轴方向区域足够大.有一个比荷为的带正电粒子（粒子重力不计） 从O点出发，以的初速度沿轴正方向射入电场，经过点A（）离开电场.在第四象限垂直于轴的边界右侧的区域有磁感应强度为B的匀强磁场，M点的坐标为（）.粒子进入磁场后，又穿过边界离开磁场.

（1）求电场强度E的大小；

（2）求满足条件的磁感应强度B的最小值；

（3）若磁感应强度保持（2）中的最小值，将磁场区域改成圆形，为了使粒子能垂直击中轴上点G（） ，求磁场区域的最小面积.