第一章磁场 单元练习题（word版含答案）

第一章磁场同步练习题2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．两根固定的相互平行的直导线A和B，相距为L，电流方向如图所示。导线C用轻绳悬挂在A、B导线的中间上方，距离为L，三根导线中的电流都为I。下列说法正确的是（　　）
A．从上往下看，导线C顺时针转动，同时绳子的张力变小
B．从上往下看，导线C逆时针转动，同时绳子的张力变小
C．当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．当C转到与A、B平行时，A、B和C单位长度所受磁场作用力大小之比为
2．通电直导线、与圆形通电导线环放在同一粗糙绝缘水平面上，为导线环圆心，导线、与导线环直径平行且到距离相等，当它们通有如图所示的电流后，均仍处于静止状态，则（　　）
A．点磁感应强度为0
B．导线环受到向右的摩擦力
C．导线受到的摩擦力一定向右
D．导线受到的摩擦力一定向右
3．如图所示，靠电子导电的霍尔元件样品置于电磁场中，上、下表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是（　　）
A．通过霍尔元件的磁场方向向上
B．接线端2的电势高于接线端4的电势
C．仅将电源E1、E2反向接入电路，电压表的示数不变
D．若适当减小R1、增大R2，则电压表示数一定增大
4．如图所示，三根互相平行的固定长直导线L1、L2和L3，其位置构成图示顶角为120°的等腰三角形。L2和L3中通有同向等大电流I，L1中通有反向电流I′。若导线间距离远大于导线直径，则（　　）
A．L1受到的磁场作用力为零
B．L1受到的磁场作用力方向与L2、L3所在平面平行
C．当L3中的电流反向、大小不变时，L1受到的磁场作用力大小变为原先的倍
D．当L3中的电流反向、大小不变时，L1受到的磁场作用力大小变为原先的倍
5．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（　　）
A．前表面的电势比后表面的低
B．前、后表面间的电压U与a无关
C．增大磁感应强度B，前、后表面间的电压U增大
D．将磁场方向变为与元件的上、下表面平行，U不变
6．如图所示，导体棒ab置于水平导轨上，导轨间距为L，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体棒，且与导轨平面夹角为。已知回路中电流为I，导体棒处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A．导体棒ab与导轨之间一定有摩擦力
B．仅增大电流，导体棒ab可能从导轨上飞起
C．无论磁感应强度B大小为多少，导体棒ab始终保持静止
D．将调整为90°，保持磁感应强度B大小不变，导体棒ab受到的安培力变大
7．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将（　　）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸里偏转 D．向纸外偏转
8．由12根互不连通的等长导线构成正方体abcd－efgh，若在ab边和dc边通上方向如图所示，大小为I的电流时，ab边受到的安培力大小为F，若在ef和hg边也通上和ab边、dc边方向相同，大小相等的电流时，则dc边受到的安培力大小为（已知通电直导线在周围形成的磁场，大小满足（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场。一带电量为+q，质量为m的粒子（不计重力）以速度v水平向右射入，粒子恰沿直线穿过。若带电粒子（　　）
A．带电量为+2q时，粒子将向下偏转
B．带电量为 2q时，粒子不能沿直线穿过
C．速度为2v时，粒子从右侧射出时电势能一定增大
D．从右侧向左侧水平射入时，粒子仍能沿直线穿过
10．下列说法正确的是（　　）
A．地磁场的北极在地理北极附近
B．北京与太原的地磁偏角相同
C．电流元在磁场中受的安培力方向与磁感应强度的方向垂直
D．磁场中磁感应强度的方向与电荷所受的洛伦兹力的方向相同
11．如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力），经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁感中，粒子打至P点。设OP＝x，能够正确反应x与U之间的函数关系的图象是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图甲所示，一个带负电的物块由静止开始从斜面上点下滑，滑到水平面上的点停下来，已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过处时的机械能损失。若在空间加竖直向下的匀强电场（电场力小于重力）如图乙，仍让物块从点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的点停下来．若在空间加向里的匀强磁场如图丙，再次让物块从点由静止开始下滑结果物块沿斜面滑下并在水平面上的点停下来，则以下说法中正确的是（　　）
A．点一定在点左侧
B．点一定与点重合
C．点一定在点右侧
D．点一定与点重合
二、填空题
13．如图所示为一束粒子沿Ob方向垂直射入垂直纸面向里的匀强磁场，在磁场中分为a、b、c三束，其中a、c发生偏转，b不发生偏转，不计粒子的重力，判断各粒子的电性：a带________电，b带________电，c带________电（填正电、负电或不带电）
14．如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里。长L=2m的直导线ab水平放置在磁场中并与磁场方向垂直，ab中通有I=1.0A，方向从a到b的电流时，导线受到0.8N的安培力，导线受到的安培力方向沿纸面______（选填“竖直向上”或“竖直向下”）通电导线所在空间的磁感应强度B的大小为_______T，若把导线改为平行于磁场方向放置，仍通以1A的电流，则导线所受安培力的大小为______N。
15．电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把的弹体（包括金属杆的质量）由静止加速到。已知轨道宽，长，通过的电流为，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度________，磁场力的最大功率________（轨道摩擦不计）。
16．在匀强磁场中，有一段长为0.02m的直导线和磁场方向垂直。导线通过5A的电流时，受磁场力的作用是0.05N，则磁场的磁感应强度B为_______T。若撤去该直导线，则磁场的磁感应强度B为_______T。
17．一质量为9.0×10-31kg，电量大小为1.6×10-19C的电子以1.0×107m/s的速度沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度大小为0.625T的匀强磁场中，则电子做匀速圆周运动的轨迹半径大小为____________m，周期为____________s．(计算结果保留两位有效数字)
18．质量为m，电量为q带正电荷的小物块从半径为R的光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强度为E，磁感应强度为B的区域内如图所示，则小物块滑到底端时对轨道的压力为________。
三、解答题
19．如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等，有一个带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场，又恰好垂直x轴进入第Ⅳ象限的磁场，已知OP之间的距离为d，（不计粒子重力）求：
（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；
（2）带电粒子从进入磁场到第二次经过x轴，在磁场中运动的总时间；
（3）匀强磁场的磁感应强度大小．
20．在磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直。先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样。图中的图像表现的是导线受力的大小与通过导线的电流的关系。、各代表一组、的数据。在甲、乙、丙、丁四幅图中，正确的是哪一幅或哪几幅？说明道理。
21．如图所示，在xOy平面0≤x≤3a的区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x>3a的区域内存在平行于xOy平面垂直x轴方向的匀强电场（图中未画出），从原点O沿y轴正方向发射的带负电粒子刚好从磁场右边界上的P点离开磁场进入电场，经电场偏转后到达x轴上的Q点，且粒子到达Q点时速度恰好沿x轴正方向。已知粒子的质量为m、电荷量为-q，P点的坐标为（3a，1.5a），不计粒子所受重力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）粒子经过P点时的速度大小v；
（2）电场强度的大小和方向；
（3）粒子从O点运动到Q点所用的时间。
22．如图，足够长平行导轨与水平面的夹角，导轨宽L=0.8m。质量m=0.6kg、长L=0.8m的金属杆ab水平放置在导轨上，电源电动势E=9V、内阻r=0.5Ω，金属杆的电阻R1=1.5Ω，导轨电阻不计，金属轩与导轨垂直且接触良好。空间存在着竖直向下的匀强磁场。当电阻箱的电阻R2=1Ω时，闭合开关S，金属杆恰好能静止。已知金属杆与导轨间的摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
（1）求磁感应强度的大小范围；
（2）若磁感应强度取最大值，并把电阻箱的电阻调为，其他条件不变，闭合开关S的同时由静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．D
5．C
6．A
7．B
8．B
9．C
10．C
11．B
12．B
13． 正 不带 负
14． 竖直向上 0.4T 0
15． 50
16． 0.5 0.5
17． ； ；
18．
19．（1）2d ； （2）； （3）；
20．乙丙正确
21．（1）；（2），沿y轴负方向；（3）
22．（1）；（2），方向沿斜面向上
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页