高二物理磁场对电流和运动电荷的作用全章测评.docx
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高二物理磁场对电流和运动电荷的作用全章测评
鲁科版3–1第六章磁场对电流和运动电荷的作用全章测评
（时间:
90分钟,总分:
100分）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
1.下列天体周围都有磁场，其中指南针不能在其上工作的是（ ）
A.地球B.太阳C.月亮D.火星
2.软铁棒放在永磁体的旁边能被磁化，这是由于（ ）
A.在永磁体磁场作用下，软铁棒中形成了分子电流
B.在永磁体磁场作用下，软铁棒中的分子电流消失了
C.在永磁体磁场作用下，软铁棒中分子电流的取向变得大致相同
D.在永磁体磁场作用下，软铁棒中分子电流的取向变得更加杂乱无章
3.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将（ ）
A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地点向东偏转
C.相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转
4.某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10-5T，一根长为500m的电线，电流为10A，该导线可能受到的磁场力为（ ）
A.0B.0.1NC.0.3ND.0.4N
5.磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是（ ）
A.使磁场成圆柱形，以便框转动
B.使线圈平面在水平位置与磁感线平行
C.使线圈平面始终与磁感线平行
D.为了使磁场分布规则
6.直导线ab长为L，水平放置在匀强磁场中，磁场方向如图6-6，磁感应强度为B，导线中通有恒定电流，电流为I，则…（ ）
图6-6
A.导线所受安培力大小为BIL
B.若电流方向由b向a，则安培力方向竖直向上
C.若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变成BILsinα
D.若使导线在纸面内转过α角，则安培力大小变为BILcosα
7.如图6-7所示，矩形线圈abcd放置在水平面内，磁场方向与水平面成α角，已知sinα＝
，线圈面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，则通过线圈的磁通量为（ ）
图6-7
A.BSB.
C.
D.
8.如图6-8所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，可以（ ）
图6-8
A.将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极
B.将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C.将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D.将a、c端接在交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端
9.如图6-9所示，空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m＝1kg的带正电的绝缘小滑块，开始静止在绝缘粗糙的斜面底端.从某时刻滑块突然受到一个沿斜面向上的冲量I＝10N·s，滑块沿斜面先向上后向下运动，当滑块滑到离地面1m高处时，滑块速度大小为4m/s.关于滑块在整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是（ ）
图6-9
A.一直垂直斜面向上
B.一直垂直斜面向下
C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下
D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上
10.如图6-10所示，在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到M点，突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图6-10中的哪一个（实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹）（ ）
图6-10
11.如图6-11所示，两个完全相同的圆形线圈能在一个光滑的圆柱上自由移动，设大小不同、方向相同的电流I1、I2分别按图示方向通入圆形线圈，则两个线圈的运动情况（ ）
图6-11
A.都绕圆柱转动
B.彼此相向运动，具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动，电流较大的加速度较大
D.彼此背向运动，电流较大的加速度较大
12.如图6-12所示，带电平行板中匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经P点进入板间的运动过程中不可能的是（ ）
图6-12
A.其动能将会增大
B.其电势能将会增大
C.小球所受的洛伦兹力将会增大
D.小球所受的电场力将会增大
二、填空题（本题共有4小题，每题6分，共24分）
13.一个质子和一个α粒子同时射入同一匀强磁场中，射入方向和磁场垂直，则：
如果两者以相同的速度进入磁场中，则其圆运动的轨道半径之比是_______；
如果两者以相同的动量进入磁场中，则其圆运动的轨道半径之比是_______；
如果两者以相同的动能进入磁场中，则其圆运动的轨道半径之比是_______.
14.如图6-13所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两板间距离为d，要使输出电压为U，则等离子的速度为_______，a是电源的_______极.
图6-13
15.一个带电微粒在如图6-14所示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动.则该带电微粒必然带_______，旋转方向为_______.若已知圆半径为r，电场强度为E，磁感应强度为B，则线速度为_______.
图6-14
16.1998年升空的α磁谱仪探索太空中存在的反物质和暗物质，利用质谱仪可测定太空中粒子的比荷.如图6-15所示，当太空中的某一粒子从O点垂直进入磁感应强度B=10T的匀强磁场后，沿半圆周运动到达P点，测得OP距离为10cm，从P点离开磁场到Q点，电子计时器记录数据为10-8s，已知PQ间距离为50cm，则该粒子的比荷为_______，它可能是_______（填“电子”“正电子”“质子”或“反质子”）.
图6-15
三、计算题（共28分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
17.（8分）如图6-16，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止且紧压于水平导轨上.若磁场方向与导轨平面成θ角，求：
图6-16
（1）棒ab受到的摩擦力；
（2）棒ab对导轨的压力.
18.（8分）如图6-17所示，直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场.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），求：
图6-17
（1）它们从磁场中射出时相距多远？
（2）射出的时间差是多少？
19.（12分）如图6-18所示，质量m＝1.0×10-4kg的小球放在绝缘的水平面上，小球带电荷量q＝2.0×10-4C，小球与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，外加水平向右的匀强电场E=5V/m，垂直纸面向外的匀强磁场B＝2T，小球从静止开始运动.
（1）小球具有最大加速度的值为多少？
（2）小球的最大速度为多少?
（g取10m/s2）
图6-18
参考答案
1解析：
选项的四个天体之中只有火星没有全球性的磁场，因此指南针不能在其上工作.
答案：
D
2解析：
安培提出的分子电流假说认为，磁性物质微粒中本来就存在分子电流，这些分子电流的取向本来是杂乱无章的，对外不显示磁性，当它处在外磁场中时，分子电流的磁极在外磁场的作用下，沿磁场方向做有序排列，这就是所谓的磁化.只有选项C是正确的.
答案：
C
3解析：
地球表面地磁场方向由南向北，电子带负电.根据左手定则可判定，电子自赤道上空竖直下落过程中所受洛伦兹力方向向西.
答案：
C
4解析：
当电流垂直于磁场时，电线所受的安培力最大，为Fmax＝BIL＝0.2N，因此导线可能受到的磁场力大小是0至0.2N之间的值.
答案：
AB
5解析：
磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，目的是使线圈平面始终与磁感线平行.
答案：
C
6答案：
A
7解析：
因为Φ=BSsinα，所以正确选项为B.
答案：
B
8解析：
这是直线电流在螺线管产生的磁场中的问题，利用右手螺旋定则判断磁场，利用左手定则判断受力方向.将a接正、b接负，电流方向为M→N.c接正、d接负极，由右手螺旋定则可知，线圈上端为N极.由左手定则可知MN向外运动，A正确.b接正极时，电流方向为N→M，d接正极时线圈下端为N极，由此可判断MN向外运动，B正确.a接正极时，电流方向为M→N，d接正极时，线圈下端为N极，可判断MN向里运动，C错误.MN中与线圈中虽然通以交流电，但由于ab与cd是并联在电源上，当电流为M→N时，线圈中电流为c→d，而当电流为N→M时，线圈中电流为d→c，由以上判断A、B的方法可知D正确.
答案：
ABD
9解析：
本题以带电绝缘滑块在磁场中运动为知识背景，通过与力学知识的综合，考查分析和推理能力以及对知识的综合应用能力.滑块受到一斜向上的冲量后，沿斜面向上运动，根据左手定则，受到垂直斜面向下的洛伦兹力.滑块返回过程中受洛伦兹力方向也相反.
答案：
D
10解析：
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式为：
r=
，带电粒子到M点与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，动量不改变，碰撞后的运动轨迹圆的半径也不改变，因此选项A正确.
答案：
A
11解析：
使用等效分析法，两个环形电流相当于两个磁极相反的小磁针，相互排斥；由牛顿第三定律可知，它们之间的作用力等大、反向，因此加速度大小相等、方向相反，故选B.
答案：
B
12解析：
由题意可知，小球带正电，小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经P点进入板间的运动的初速度变小了，初始洛伦兹力也变小了.但是在复合场中运动时，偏离直线向下运动，电场力做负功，重力做正功，速度增加，动能增加，洛伦兹力也增加，选项A、B、C是正确的.电场力与运动电荷的速度无关，大小计算式为：
F＝qE，所以电场力大小不变，选项D符合题意.
答案：
D
13解析：
因为qvB＝m
，所以当速度相同时，r质∶rα＝
＝1∶2；当动量相同时，r质∶rα＝
＝2∶1；当动能相等时，qvB＝m
，得r＝
，又由Ek＝
mv2，可得：
r＝
，r质∶rα＝
.
答案：
1∶2 2∶1 1∶1
14解析：
最后等离子体匀速通过电磁场，所以有qvB=q
，所以v=
.由左手定则可知a是电源的正极.
答案：
正
15解析：
因为必须有电场力与重力平衡，所以必为负电；由左手定则得逆时针转动；再由关系式mg=qE和r=
得v=
.
答案：
负电 逆时针
16解析：
以带电粒子在匀强磁场中的运动为知识背景.
由左手定则知该粒子带负电
v=
m
据r=
得
C/kg
质子的比荷
，故该粒子为反质子.
答案：
108C/kg 反质子
17解析：
由题意可知，安培力大小F安＝BIL，与磁场方向垂直向上，与竖直方向成θ角，金属杆还受竖直向下的重力mg、水平导轨的支持力FN和静摩擦力的作用.金属杆ab静止，合外力为零，则有：
F＝BILsinθ，FN+BILcosθ＝mg，所以棒ab对导轨的压力F压＝mg-BILcosθ.
答案：
（1）BILsinθ
（2）mg-BILcosθ
18解析：
正负电子的半径和周期是相同的，只是偏转方向相反.先确定圆心，画出半径，由对称性知：
射入、射出点和圆心恰好组成正三角形.所以两个射出点相距2r，由题图还看出经历时间相差2T/3.
答案：
（1）射出点相距s=
（2）时间差为Δt=
19解析：
小球受到的电场力F电水平向右，洛伦兹力F洛竖直向下，滑动摩擦力F滑水平向左.当刚开始运动时，速度为零，洛伦兹力为零，滑动摩擦力最小，合外力最大，小球具有的加速度最大，mamax＝qE
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