第1章 磁场力与现代科技 单元测试题（Word版含答案）

第1章 磁场力与现代科技 单元测试题
一、单选题
1．（2022·重庆市永川景圣中学校高二期末）如图所示，光滑斜面上放置一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场，导体棒处于静止状态，则关于导体棒电流方向及所受安培力方向，下列说法正确的是（　　）
A．所受安培力方向竖直向上 B．所受安培力方向水平向左
C．电流方向垂直于纸面向外 D．电流方向垂直于纸面向里
2．（2022·江西·南昌市八一中学高二期末）质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图所示，离子源S产生的比荷为k的离子束（速度可视为零），经M、N两板间大小为U的加速电压加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点。已知P点到小孔S1的距离为x，匀强磁场的方向垂直纸面向外，则不正确的是（　　）
A．M板带正电 B．粒子进入匀强磁场的速度大小为
C．匀强磁场的磁感应强度大小为 D．x相同，对应离子的比荷可能不相等
3．（2022·重庆巴蜀中学高二期末）如图所示，足够长的水平虚线MN上方有一匀强电场，方向竖直向下（与纸面平行）：下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里。一个带电粒子从电场中的A点以水平初速度向右运动，第一次穿过MN时的位置记为P点，第二次穿过MN时的位置记为Q点，P、Q两点间的距离记为d，从P点运动到Q点的时间记为t。不计粒子的重力，若只适当减小的大小，则（　　）
A．t变大，d变小 B．t不变，d变小 C．t变大，d不变 D．t变小，d变大
4．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2，一带电荷量为+q、质量为的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则它再次向下通过O点所需的时间是（　　）
A． B． C． D．
5．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）如图所示，边长为的等边三角形导线框用轻质绝缘细线悬挂于天花板，图中虚线过ab和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框向里的匀强磁场，导线框中通一大小为I的逆时针方向电流时，线框处于静止状态，此时细线的拉力恰好为零。已知导线框的质量为m，重力加速度为g，则磁场的磁感应强度为（　　）
A． B． C． D．
6．（2022·上海交大附中高二期末）央视《是真的吗》节目做了如下实验：用裸露的铜导线绕制成一根无限长螺旋管，将螺旋管放在水平桌面上，用一节干电池和两磁铁制成一个“小车”，两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上，只要将这辆小车推入螺旋管中，小车就会加速运动起来，如图所示。关于小车的运动，以下说法正确的是（　　）
A．该小车能前进利用了电磁感应原理
B．图中小车加速度方向向左
C．将小车上某一磁铁改为S极与电池粘连，小车仍能加速运动
D．将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连，小车的加速度方向不变
7．（2022·山东烟台·高二期末）如图所示，两平行金属导轨处于同一水平面内，在两导轨一端上放置一质量为m、长度为l的金属杆，两导轨的另一端与电源、滑动变阻器、电流表构成闭合回路。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角斜向上。刚开始，滑动变阻器连入电路的电阻最大，静止在水平导轨上，调节滑动变阻器滑片的位置，发现当电流表的示数为I时，金属杆刚要开始滑动，已知金属杆与导导轨间的滑动摩擦力近似等于它们之间的最大静摩擦力，，。则金属杆与导轨间的动摩擦因数为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
8．（2022·四川遂宁·高二期末）如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压加速后，水平向右进入互相垂直的场强为的匀强电场和磁感应强度为的匀强磁场组成的复合场中，在复合场中小球在竖直面内做匀速圆周运动，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　）
A．小球带正电
B．带电小球的比荷
C．小球做匀速圆周运动的周期为
D．小球做匀速圆周运动的半径为
9．（2022·新疆·乌鲁木齐八一中学高二期末）如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块。甲、乙叠放在一起置于粗糙水平面上，水平面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场。现用一个水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动。在共同加速阶段，下列说法中正确的是（　　）
A．甲、乙两物块间的静摩擦力不断减小
B．甲、乙两物块做加速度减小的加速运动
C．乙物块与地面间的摩擦力大小不变
D．乙物块与地面间的摩擦力不断增大
10．（2022·福建龙岩·高二期末）我国的特高压直流输电技术已达到世界先进水平。如图甲所示为向家坝—上海特高压直流输电工程输电塔，图乙为其简化图。两根等高、相互平行的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I1、I2，a、b、c三点连线与导线等高并垂直于导线，b点位于两根导线间的中点，且ab=bc，不考虑地磁场的影响，则下列说法正确的是（　　）
A．两导线间的作用力是吸引力
B．a点与c点的磁感应强度大小相等
C．a点与c点的磁感应强度方向相同
D．a、b、c三点中b点的磁感应强度最大
11．（2022·福建省龙岩第一中学高二开学考试）如图所示，速度选择器两板间电压为U、距离为d，磁场感应强度为。大量带电粒子从小孔射入板间，作直线运动从小孔射出，垂直进入磁感应强度大小为的偏转磁场，最终打在和两点。已知长度是的两倍，不考虑粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（　　）。
A．带电粒子都带正电
B．从进入下方偏转磁场的粒子速度都为
C．打到处的粒子动能相同
D．打到处的粒子的比荷是处粒子比荷的两倍
三、填空题
12．（2022·全国·高二专题练习）将一根长10cm、通有电流为2A的导线的一半垂直磁场方向放入匀强磁场中，已知磁感应强度大小为2T，则该通电导线所受安培力大小为______N；一电荷量为q=8.010-10C的带电粒子，以速度v=5m/s垂直磁感应强度方向射入匀强磁场中，磁感应强度的大小为10T，则该粒子所受洛伦兹力大小为______N。
13．（2020·甘肃·卓尼县柳林中学高二期末）如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度v2的方向与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1：t2为______。
14．（2020·全国·高二课时练习）如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，通有大小均为I=5A且方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，其连线与导线垂直，a、b到两导线中点O的连线长度和甲乙间距离均相等，已知直线电流I产生的磁场中磁感应强度的分布规律是（K为比例系数，r为某点到直导线的距离），现测得O点磁感应强度的大小为B0=3T，则a点的磁感应强度大小为_____T，乙导线单位长度（1米）受到的安培力的大小为__________N．
四、解答题
15．（2022·河北邯郸·高三期末）现代研究微观粒子的碰撞，往往会采用电场和磁场的相关变化来控制带电粒子的运动状态．如图甲所示，水平直线下方有竖直向上，电场强度大小的匀强电场．现将一重力不计、比荷的正点电荷从电场中的O点由静止释放。O点与N点的水平距离，竖直距离，一段时间后电荷通过进入其上方的匀强磁场，磁场方向与纸面垂直，其磁感应强度大小为B（未知），电荷第六次经过电场和磁场的边界时，到达N点．
（1）求电荷第一次经过电场和磁场边界时的速度大小；
（2）求磁感应强度的大小；
（3）其他条件不变，仅使磁场的磁感应强度按照图乙所示（图乙中以磁场方向垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过时为时刻）做周期性变化且周期，如果在O点右方距O点的距离为L处有一垂直于的足够大的挡板，电荷从O点运动到挡板处所需的时间，求L。
16．（2022·福建省龙岩第一中学高二开学考试）如图所示的坐标系，虚线位于x轴上方h处，虚线与x轴之间存在水平向右的匀强电场，x轴下方有一半径为R的圆形匀强磁场与x轴相切于O点，为磁场的圆心，磁场方向垂直于纸面向外（图中未画出）。S处有一粒子源，某时刻沿y轴负方向发射一质量为m、电荷量为q的正电粒子，粒子的发射速度大小为，经过一段时间粒子由坐标原点以大小为的速度进入磁场，且粒子的轨迹刚好通过y轴上的P点，不考虑粒子的重力。求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）粒子从S运动到P点的总时间。
17．（2021·北京市第十二中学高二期末）如图所示，两根倾斜直金属导轨、平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角，两轨道之间的距离。一根质量的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，整套装置处于与杆垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电动势、内阻的直流电源和电阻箱R。当电阻箱接入电路中的电阻时，金属杆静止在轨道上。已知导轨与金属杆的电阻均可忽略不计，忽略一切摩擦阻力，，重力加速度。
（1）如果磁场方向竖直向下，求满足条件的磁感应强度的大小；
（2）如果磁场的方向可以随意调整，求满足条件的磁感应强度的最小值及方向。
（3）磁场与电场有诸多相似之处。电场强度的定义式，请你由此类比，从运动电荷所受的洛仑兹力出发，写出磁感应强度B的定义式。垂直于匀强磁场磁感线的通电导线所受的安培力。我们也可以用来定义磁感应强度，请从宏观与微观统一的思想出发构建一个合适的模型，推理论证该定义式与上述从洛仑兹力出发给出的磁感应强度B的定义式的一致性。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
2．D
3．C
4．B
5．C
6．B
7．D
8．BD
9．ABD
10．AB
11．BD
12． 0.2N
13．3：2
14． 1 3.75
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）0.3T；（2）0.24T，方向垂直于轨道平面斜向下；
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