物理《复习方略》通用版第8章磁场 课时提升作业单元评估检测8.docx

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物理《复习方略》通用版第8章磁场课时提升作业单元评估检测8

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单元评估检测（八）

第八章

（60分钟100分）

一、选择题（本大题共12小题，每小题6分，共72分。

每小题至少一个答案正确，选不全得3分）

1.关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是（）

A.电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场一定是匀强电场

B.放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零，则该位置的电场强度一定不为零

C.一小段长为L的通有电流I的导体，在磁场中受到的安培力为F，则该磁场的磁感应强度B一定为

D.一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度一定为零

2.关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是（）

A.电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，也可能受到洛伦兹力

B.电场力对在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功

C.电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上

D.只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用

3.（2013·柳州模拟）如果你看过中央电视台体育频道的围棋讲座就会发现，棋子在竖直放置的棋盘上可以移动，但不会掉下来。

原来，棋盘和棋子都是用磁性材料制成的。

棋子不会掉落是因为（）

A.质量小，重力可以忽略不计

B.受到棋盘对它向上的摩擦力

C.棋盘对它的吸引力与重力平衡

D.它一方面受到棋盘的吸引，另一方面还受到空气的浮力

4.（2013·泰州模拟）如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib。

当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时，导线a恰好不再受安培力的作用。

则与加磁场B以前相比较（）

A.b也恰好不再受安培力的作用

B.b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上

C.b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下

D.b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下

5.半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力）从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出。

∠AOB=

120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为（）

A.

B.

C.

D.

6.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（）

A.离子由加速器的中心附近进入加速器

B.离子由加速器的边缘进入加速器

C.离子从磁场中获得能量

D.离子从电场中获得能量

7.（2013·鞍山模拟）如图所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里。

一带电小球从轨道上的A点静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。

则可以断定（）

A.小球带负电

B.小球带正电

C.若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏

D.若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏

8.（2013·杭州模拟）空间存在一匀强磁场B，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷+Q的电场，如图所示，一带正电粒子q以初速度v0从某处垂直电场、磁场射入，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能为（）

A.以+Q为圆心，r为半径的纸面内的圆周

B.沿初速度v0方向的直线

C.开始阶段在纸面内向左偏的曲线

D.开始阶段在纸面内向右偏的曲线

9.（2013·厦门模拟）如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为

的匀强磁场。

一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R。

则（）

A.粒子经偏转一定能回到原点O

B.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2

C.粒子完成一次周期性运动的时间为

D.粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R

10.（2013·青岛模拟）如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD。

导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为μ。

现从t=0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流强度与时间成正比，即I=kt，其中k为恒量。

若金属棒与导轨始终垂直，则在下列图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是（）

11.如图所示，表面粗糙的足够长斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。

质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（）

A.滑块受到的摩擦力不变

B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关

C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上

D.B很大时，滑块可能静止于斜面上

12.（能力挑战题）如图，竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加一与电场方向垂直、水平向里的匀强磁场。

一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入，射入的速度大小、方向各不相同，考虑微粒所受重力，微粒在平行板A、B间运动过程中（）

A.所有微粒的动能都将增加

B.所有微粒的机械能都将不变

C.有的微粒可以做匀速圆周运动

D.有的微粒可能做匀速直线运动

二、计算题（本大题共2小题，共28分。

要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

13.（2013·泰州模拟）（10分）如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为6×10-2kg的通电直导线，电流强度I=1A，方向垂直于纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T，方向竖直向上的磁场中。

设t=0时，B=0，则需要多长时间，斜面对导线的支持力为零？

（g取10m/s2）

14.（2011·安徽高考）（18分）如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。

一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。

（1）求电场强度的大小和方向。

（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经

时间恰从半圆形区域的边界射出。

求粒子运动加速度的大小。

（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。

答案解析

1.【解析】选A、B。

由F=Eq可知，q在任意位置的F相同，E一定相同，故A正确；F不为零时，E一定不为零，故B正确；在磁场中，只有通电导体垂直于磁场时，磁感应强度B才等于

，故C错误；当电流平行于磁场时，安培力也为零，故D错误。

2.【解析】选D。

静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力，A错；尽管电场力对电荷可以做功，但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动，电场力做功为零，B错；洛伦兹力的方向与磁感线垂直，与运动方向垂直，C错；只有D是正确的。

3.【解析】选B。

对棋子受力分析如图所示，磁性棋子受到棋盘的吸引力而对棋盘产生压力，棋盘对棋子有向外的弹力。

重力使得棋子有向下滑动的趋势，因此棋子受到棋盘对它向上的静摩擦力，此力和重力平衡，使得棋子不会掉落。

A错B正确。

棋盘对棋子的吸引力与棋盘对棋子向外的弹力是一对平衡力,C错。

由于空气浮力远小于重力,故可以忽略不计。

虽受到棋盘的吸引,但关键是棋子受到了向上的静摩擦力,D错。

4.【解析】选D。

当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小，故选项D正确。

5.【解析】选D。

如图所示，由∠AOB=120°可知，弧AB所对圆心角θ=60°,设带电粒子做匀速圆周运动的半径为R。

由几何知识知

，

，故D正确。

6.【解析】选A、D。

离子在电场中得到能量，在磁场中转弯，转动半径越来越大，所以选项A、D正确，B、C错误。

7.【解析】选B、D。

带电小球进入场区沿水平方向做匀速直线运动，受力平衡，若小球带负电，所受电场力、重力、洛伦兹力均竖直向下，小球受力不平衡，故A错误；若小球带正电，所受电场力、洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，可以平衡，故B正确；若小球从B点静止滑下，进入场区速度减小，所受洛伦兹力减小，电场力和重力保持不变，故合外力竖直向下，小球将向下偏，故C错误，D正确。

8.【解析】选A、C、D。

带电粒子q受到洛伦兹力和库仑力，如果

，则粒子做以+Q为圆心，r为半径的纸面内的圆周运动，A正确；如果没有上述关系，但

，则粒子向左偏；若

，则粒子向右偏，C、D正确。

因库仑力的方向和大小均改变，故粒子不可能沿初速度v0方向做直线运动，B错误。

【变式备选】一圆柱形磁铁竖直放置，如图所示，在它的右侧上方有一带正电小球，现使小球获得一水平速度，小球若能在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）

A.俯视观察，小球的运动方向可以是顺时针，也可以是逆时针

B.俯视观察，小球的运动方向只能是顺时针

C.俯视观察，小球的运动方向只能是逆时针

D.不可能实现小球在平面内做匀速圆周运动

【解析】选B。

小球所受的洛伦兹力与重力的合力提供向心力，洛伦兹力的方向斜向内上，由左手定则可判断小球的运动方向为顺时针，B正确。

9.【解析】选B、D。

由

可知，粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，所以B正确；粒子完成一次周期性运动的时间

，所以C错误；粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进L=R+2R=3R，则粒子经偏转不能回到原点O，所以A错误，D正确。

10.【解题指南】解答本题应把握以下三点：

（1）金属棒先加速下滑、后减速下滑、最后静止不动。

（2）棒先受滑动摩擦力、最后受静摩擦力作用。

（3）根据摩擦力与棒重力的大小关系来判断。

【解析】选C。

当金属棒所受摩擦力Ff=μBIL=μBLktmg时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动之前，所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff=μBLkt；在棒停止运动之后，所受摩擦力为静摩擦力，大小为Ff=mg，故C正确。

11.【解析】选C。

滑块受重力、支持力、垂直于斜面向上的洛伦兹力和沿斜面向上的摩擦力四个力的作用。

初始时刻洛伦兹力为0，滑块在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下运动，随着速度v的增大，洛伦兹力qvB增大，滑块受到的弹力减小，引起摩擦力减小，当qvB=mgcosθ时，滑块开始离开斜面。

综上所述，选项C正确。

12.【解析】选D。

重力和电场力的合力方向与速度方向的夹角可能大于90°，故合力可能做负功，A错误。

由于电场力做功，故机械能要发生变化，B错误。

重力和电场力方向互相垂直，其作用效果不可能抵消，C错误。

微粒所受重力、电场力、洛伦兹力的合力可能为零，故D正确。

【总结提升】复合场中粒子重力是否考虑的三种情况

（1）对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。

（2）在题目中有明确说明是否要考虑重力的，这种情况按题目要求处理即可。

（3）不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态，确定是否要考虑重力。

13.【解析】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。

由平衡条件得

FTcos37°=F①（2分）

FTsin37°=mg②（2分）

由①②解得：

F=

（1分）

代入数值得：

F=0.8N（1分）

由F=BIL得：

。

（2分）

B与t的变化关系为B=0.4t。

（1分）

所以t=5s。

（1分）

答案：

5s

14.【解题指南】解答本题应注意以下三点：

（1）粒子在复合场中做匀速直线运动时受力平衡。

（2）在电场中粒子做类平抛运动，应用运动的合成与分解分析。

（3）在磁场中粒子做匀速圆周运动，画轨迹、求半径、找角度。

【解析】

（1）设带电粒子质量为m，电荷量为q，初速度为v,电场强度为E，可判断出粒子受到的洛伦兹力方向沿x轴负方向，由于粒子的重力不计且粒子受力平衡，故粒子受到的电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，即电场强度沿x轴正方向，且qE=qvB①（2分）

R=vt0②（2分）

解得

（1分）

（2）仅有电场时，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,在y轴方向做匀速直线运动，位移为

③（1分）

由②③式得

，设在水平方向位移为x，因射出位置在半圆形区域边界上，

于是

（2分）

又因为粒子在水平方向上做匀加速直线运动，则

④（2分）

解得

⑤（2分）

（3）射入磁场时入射速度v′=4v，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有

⑥（1分）

又有qE=qvB=ma⑦（1分）

由②⑤⑥⑦得

⑧（1分）

带电粒子偏转情况如图,

由几何知识

⑨（1分）

则带电粒子在磁场中的运动时间

（2分）

答案：

（1）

沿x轴正方向

（2）

（3）

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