第一章 磁场 单元测试 （含答案）

第一章磁场章末练习题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．初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，电子所受重力不计，则（　　）
A．电子将向右偏转 B．电子将向左偏转
C．电子将垂直纸面向外偏转 D．垂直纸面向内偏转
2．如图所示为研究磁场对电流作用的实验装置。一根质量为m的导体棒ab，用长为L的细导线悬挂在铁架台上，导体棒与电源、开关连接成闭合电路。开关闭合后再立刻断开，导体棒由静止向右摆出，摆到最大高度时，导线与竖直方向成角。则（　　）
A．导线中的电流方向由b指向a
B．仅互换磁极位置，同样实验操作，导体棒仍向右摆出
C．导体棒摆出时，电源为其提供的电能大于
D．导体棒摆到最大高度时重力势能的增加量等于
3．如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1>I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是（　　）
A．F1=F2，两根导线相互排斥
B．F1=F2，两根导线相互吸引
C．F1>F2，两根导线相互排斥
D．F1>F2，两根导线相互吸引
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．如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线、，分别通以和方向相同的电流，两导线构成的平面内有一点，到两导线的距离相等。下列说法正确的是（　　）
A．导线受到的安培力为导线所受安培力的1.25倍
B．两导线所受的安培力大小相等，表现为相互排斥的作用
C．移走导线前后，点的磁感应强度方向不变
D．在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，不存在磁感应强度为零的位置
6．如图所示，将含有大量正、负带电粒子及不带电粒子的气体以大小相同的速度喷入云雾室里，观察到有两个粒子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反。已知云雾室中匀强磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（　　）
A．粒子①受到的洛伦兹力可能指向右侧 B．粒子②一定带正电
C．粒子①和②的质量一定相等 D．粒子①和②的电荷量一定相等
7．如图所示，一束由质子、电子和粒子组成的射线，在正交的电磁场中沿直线从点射入磁场形成3条径迹，下列说法正确的是（ ）
A．2是粒子的径迹 B．3是质子的径迹
C．1是粒子的径迹 D．2是质子的径迹
8．如图所示，匀强磁场的区域足够大，磁感应强度大小为B、方向水平向右，将一段圆弧形导体ab置于磁场中，圆弧的圆心为O，半径为r。现在导体ab中通以方向从的恒定电流I，则圆弧受到的安培力的方向和大小分别为（　　）
A．水平向左， B．垂直纸面向外，
C．垂直纸面向外， D．垂直纸面向里，
9．如图所示，某带电粒子（重力不计）由M点以垂直于磁场以及磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为θ=30°。磁场的磁感应强度大小为B．由此推断该带电粒子（　　）
A．带正电 B．在磁场中的运动轨迹为抛物线
C．电荷量与质量的比值为 D．穿越磁场的时间为
10．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流大小分别为I和2I，a、b间的距离为r。在与a、b共面的平面内再放入通电长直导线c后，使a、b，c所受磁场力都为零，已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比，与该点到通电长直导线的距离成反比，下列说法正确的是（　　）
A．c应放在b的右侧距离为r处 B．c应放在a、b的正中间
C．c的电流方向应与a相同 D．c的电流大小应为2I
11．霍尔元件广泛应用于生产生活中，有的电动自行车上控制速度的转动把手就应用了霍尔元件，这种转动把手称为“霍尔转把”。“霍尔转把”内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图。开启电动自行车的电源时，在霍尔器件的上下面之间就有一个恒定电流，如图。将“霍尔转把”旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就发生变化，霍尔器件就能输出变化的电势差。这个电势差是控制车速的，电势差与车速的关系如图。以下叙述正确的是（　　）
A．若霍尔元件的自由电荷是自由电子，则端的电势高于端的电势
B．若改变霍尔器件上下面之间的恒定电流的方向，将影响车速控制
C．其他条件不变，仅增大恒定电流，可使电动自行车更容易获得最大速度
D．按第一张图顺时针均匀转动把手，车速增加得越来越快
二、填空题
12．电导体发热的规律是科学家_________来的，首次提出磁场对运动电荷有力的作用的科学家是__________。
13．在匀强磁场中，有一段5cm的导线跟磁场垂直。当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B是____T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过它的电流减小为原来的一半，那么导线受磁场的作用力为______N。
14．甲图是直流电动机的原理图，乙图是其平面图，若此时线圈所在位置的磁感应强度为B，，其长度为，，其长度为，通入线圈的电流强度为I。

(1)请在乙图中画出该磁铁产生的磁感线的分布情况_______；
(2)在乙图中标出线圈的受力方向并写出受力的大小______；
(3)线圈的转动方向是___________（选填“顺时针”或“逆时针”）。
15．磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体(正负电荷组成的离子化气体状物质)喷射入磁场，在电场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度为v，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I．
(1)图中________板为电源的正极；
(2)有电流从________经用电器流向________；
(3)这个发电机的电动势为________；
(4)此发电机的等效内阻是________．
16．如图所示，质量为m，长为L，通有电流为I的导体棒ab静止在水平导轨上，匀强磁场磁感应强度为B，其方向与导轨平面成α角斜向上且和棒ab垂直，ab处于静止状态，则ab受到的摩擦力大小为________，方向为________，受到的支持力为________．
17．在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过。供下列各小题选择的答案有：
A．不偏转B．向上偏转C．向下偏转D．向纸内或纸外偏转
（1）若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将______；
（2）若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将______；
（3）若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入时，质子将______；
（4）若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两板正中央射入时，电子将______。
三、解答题
18．在磁场中放入一条通电导线，导线与磁场垂直，导线长度为15cm，电流为5A，所受到的磁场力为1.5N．求：
（1）该位置处的磁感应强度为多大？
（2）若将该电流撤去，该位置的磁感应强度为多少？
（3）若将通电导线跟磁场平行放置，该导线受到的磁场力为多大？
19．长、质量、粗细均匀的金属棒，两端用完全相同的弹簧挂起，放在磁感应强度、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，若不计弹簧重力，），问：
(1)要使弹簧不伸长，金属棒中电流的大小和方向如何
(2)若在金属棒中通入自左向右，大小为的电流，金属棒比弹簧处于原长时的位置下降；若通入金属棒中的电流仍为0.2A，但方向相反，这时金属棒比弹簧处于原长时的位置下降了多少
20．宽度为的区域内左边一半有垂直纸面向里的匀强磁场，右边一半是场强方向与纸面平行的匀强电场（未画出），电场与磁场分界线与边平行。一质量为、电荷量为、不计重力的粒子从点以初速度沿方向射入到磁场中，若磁感应强度大小为，粒子离开磁场进入电场后沿直线运动且恰好能够到达区域的右边界线。
（1）求粒子通过磁场所用的时间（用、表示）；
（2）确定电场的方向并求电场强度的大小。
21．如图所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平成θ角的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计。求：
（1）若导轨光滑，电源电动势E多大时能使导体杆静止在导轨上？
（2）若杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体不能静止在导轨上，则要使杆静止在导轨上，求电源的电动势的范围？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．D
5．D
6．B
7．D
8．B
9．D
10．D
11．C
12． 焦耳 洛伦兹
13． 2 0.15
14． 、 顺时针
15． A a b Bdv　
16． BILsinα　 水平向右 mg－BILcosα
17． A A B C
18．（1）B=2T;（2）B=2T;（3）F=0
19．(1)2.5A，方向向右；(2)1.17cm
20．（1）；（2）方向与直线成角斜向左上，
21．（1）；（2）
答案第1页，共2页
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