第一章 磁场 章末综合训练(Word版含答案)

第一章 磁场 章末综合训练
一、单选题
1．（2022·云南·玉溪市民族中学高二开学考试）霍尔元件是一种应用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在某款手机中，常用霍尔元件来控制开启或关闭运行程序。如图所示是一霍尔元件的示意图，磁场方向垂直霍尔元件工作面，霍尔元件宽为d（M，N间距离），厚为h（图中上下面间距离），当通以图示方向电流时，MN两端将出现电压UMN，则（　　）
A．M、N两端电压UMN仅与磁感应强度B有关
B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则MN两端电压UMN<0
C．若增大h，则MN两端电压UMN一定增大
D．通过控制磁感应强度B可以改变MN两端电压UMN
2．（2022·福建·泉州市教科所模拟预测）如图，方形金属棒放在匀强磁场中，磁场方向垂直前后表面向里，金属棒通有从左到右的恒定电流I后将会产生霍尔效应，则（　　）
A．金属棒上表面的电势高于下表面 B．金属棒前表面的电势高于后表面
C．仅增大磁感应强度，霍尔电压将变大 D．仅增大金属棒长度ab，霍尔电压将变大
3．（2022·四川成都·高二开学考试）为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计，其长、宽、高分别为L、d、h。当垂直于管道前后表面加上磁感应强度大小为B、方向向里的匀强磁场后，测得上下表面AA'之间的电势差为U。下列说法正确的是（　　）
A．上表面A的电势低于下表面A'的电势
B．污水中正负离子浓度越高，上下表面之间的电势差越大
C．污水的流速为v=
D．污水的流量（单位时间内排出的污水体积）为
4．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，等腰直角三角形ABC区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电荷量为q的正粒子沿AB方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子射入速率越大，在磁场中运动时间越长
B．粒子射入速率越大，在磁场中运动的加速度越小
C．粒子在磁场中运动的最长时间为
D．若粒子射入速率不同，则射出磁场时速度的方向一定不同
5．（2022·陕西临渭·高二期末）如图所示，空间有水平方向、磁感应强度为B的匀强磁场，长为L的轻绳一端拴一质量为m、带电量为+q的小球，另一端固定在O点。小球在最低点A点时获得向右的初速度v0后能够在竖直面内做完整的圆周运动，空气阻力忽略不计，且，则下列说法正确的是（　　）
A．小球做匀速圆周运动
B．小球在运动过程中所受洛伦兹力大小不变
C．小球在A处所受洛伦兹力方向背离圆心O
D．小球在最高点B时的速度
6．（2022·江苏·南京市第一中学高二开学考试）如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则这两种情况下带电粒子从P点射入到距P点最远处射出，其在磁场中所经历的时间比t1∶t2为（　　）
A．1∶2 B．2∶1 C．∶1 D．1∶1
7．（2022·河南驻马店·高三期末）如图所示，在纸面内有一磁感应强度大小为、方向水平向右的匀强磁场，匀强磁场的方向与固定长直导线垂直，长直导线内通有垂直纸面向外的恒定电流Ⅰ，在纸面内以导线的横截面为圆心画一个虚线圆，ab．cd是虚线圆的直径，ab、cd分别与匀强磁场垂直和平行。已知通有电流i的长直导线产生的磁场在距其r处的磁感应强度大小（其中k为已知常量）。已知a点的磁感应强度为0，下列说法正确的是（　　）
A．虚线圆的半径为
B．c、d两点的磁感应强度大小均为
C．c、d两点的磁感应强度方向相反
D．若带电荷量为的检验电荷以速率v经过b点，其速度方向为由a指向b，则其受到的洛伦兹力大小为、方向垂直纸面向外
8．（2022·全国·高三课时练习）如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，一边长为L的正方形线圈处在磁场中，线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B。当通有大小为I、方向如图乙的电流时，下列说法正确的是（　　）
A．由于线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B，则该磁场为匀强磁场
B．穿过正方形线圈的磁通量大小为BL2
C．正方形线圈的左边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
D．正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力
9．（2021·广东·化州市第一中学高二期末）如图所示，一段导线abcd位于匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度相同L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力大小和ab段受到的磁场力大小之比为 （　　）
A．3:1
B．（＋1）:1
C．（＋2）:1
D．（－1）:2
10．（2022·四川省内江市第六中学高二开学考试）如图所示，纸面内A、B两点间连接有四段导线ACB、ADB、AEB、AFB，四段导线的粗细相同、材料相同，匀强磁场垂直于纸面向里。现给MN两端加上电压，则下列说法正确的是（ ）
A．四段导线受到的安培力的方向不相同
B．ADB段受到的安培力最大
C．AEB段受到的安培力最小
D．四段导线受到的安培力的大小相等
11．（2017·四川·成都七中高二期末）如图所示，一个粒子源发出很多种带电粒子，经速度选择器后仅有甲、乙、丙、丁四种粒子沿平行于纸面的水平直线穿过竖直挡板上的小孔，之后进入正方形虚线框内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，四种粒子的运动轨迹如图所示，则关于速度选择器两极板间磁场方向和四种粒子的比荷大小说法正确的是（　　）
A．垂直于纸面向里，甲的比荷最大
B．垂直于纸面向里，丙的比荷最大
C．垂直于纸面向外，丙的比荷最大
D．垂直于纸面向外，丁的比荷最大
二、填空题
12．（2021·江苏·高三专题练习）在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.5×10-4T。如果赤道上有一根沿东西方向的直导线，长15m，通有从东向西的电流10A，问地磁场对这根导线的作用力大小为______，方向为______。
13．（2021·江西·南昌十中高二期末）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度，电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两互相垂直，如图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，血管壁的厚度可忽略，在某次监测中，已知两触点的距离为d，两触点间的电势差为，磁感应强度的大小为，血流速度约为，则电极a、b的电势高低情况为__（选填“”、“”或“），当血流速度约为时（其他不变），则所测电势差为______。
14．（2020·四川省绵阳南山中学高二阶段练习）M板附近的带电粒子由静止释放后从M板加速运动到N板（MN板间电压为U），从N板上的小孔C飞出电场，垂直进入以N板为左边界的磁感应强度为B的匀强磁场中，半个圆周后从D处进入如图所示的电场，PQ两板间匀强电场的电场强度为E，PQ板长为d。则该电荷电性为____（正电、负电、无法确定），到C的速度为_____（用m，q，U表示），最后从匀强电场E中飞出的速度大小为_____（已知带电粒子电荷量为q，质量为m，不记重力，各有界场之间互不影响）
A． B． C． D．
三、解答题
15．（2022·河南信阳·二模）如图，平行的、与间（含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界与的夹角，点P处有一离子源，离子源能够向磁场区域发射各种速率的、方向平行于纸面且垂直于的正、负离子，离子运动一段时间后能够从不同的边界射出磁场。已知从边界射出的离子，离子速度为时射出点与P点距离最大为，所有正、负离子的比荷均为k，不计离子的重力及离子间的相互作用。求：
（1）射出点与P点最大距离；
（2）从边界射出的离子，速度的最大值。
16．（2022·四川成都·高二开学考试）如图，平面直角坐标系x轴水平，y轴竖直，P、Q分别为x轴、y轴上的两点，且P、Q间距离为L=0.48m，P、Q连线与x轴之间的夹角为=53°。x<0区域内有水平向左的匀强电场E1，x>0区域内有匀强电场E2（E2图中未画出）及磁感应强度大小为B=3.6T、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m=0.45kg、电量为q=0.5C的带电小球从P点以初速度v0=4m/s沿PQ方向射出后直线运动到Q点，而后在x>0区域内做匀速圆周运动。重力加速度大小为g=10m/s2，sin53°=0.8。求：
（1）x<0区域内的电场强度E1的大小及x>0区域内的电场强度E2；
（2）小球第二次经过y轴时的纵坐标；
（3）若小球第一次经过y轴后的某时刻，x>0区域内的磁场突然变为，但方向不变，此后小球被束缚在x>0区域内，求的最小值及小球从P点射出后到磁场变为时经过的时间（结果保留两位有效数字，取π=3.14）。
17．（2022·山西运城·高三期末）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第I象限有沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限有垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m带电荷量为q的正粒子（不计重力）从坐标为[ （2 +）L，L]的P点以初速度v0沿x轴负方向开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与x轴负方向夹角为60° ，不计重力，求∶
（1）粒子从O点射出时的速度大小v；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子从P点运动到O点所用的时间。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．C
5．D
6．D
7．D
8．C
9．B
10．B
11．A
12． 7.5×10-3N 竖直向下
13．
14． 负电 A
15．（1）；（2）
16．（1）；，方向沿y轴正方向；（2）；（3）；
17．（1） ；（2） ；（3）
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