第1章 磁场力与现代科技 单元综合测试（Word版含答案）

第1章 磁场力与现代科技 单元综合测试
一、单选题
1．（2022·四川雅安·高二期末）某磁场中部分磁感线分布如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．a、b两处的磁感应强度的大小相等
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等
C．同一小段通电导线放在a处所受安培力一定比放在b处大
D．同一小段通电导线放在a处所受安培力一定比放在b处小
2．（2022·广西·宾阳中学高二期末）如图，长、宽比为2：1的矩形区域内存在方向垂直于所在平面向外的匀强磁场。从长边中点O沿垂直于边且垂直于磁场的方向，先后以相同的速度发射两个不同的正离子甲和乙，甲从c点射出，乙从b点射出。已知甲的比荷为k，不计离子重力，则乙的比荷为（　　）
A． B．k C． D．
3．（2022·四川雅安·高二期末）如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线P、Q、R相互平行，且彼此之间距离相等，三条导线通入大小相等，方向相同的电流，则导线R受到的磁场力的方向是（　　）
A．垂直R，指向y轴负方向 B．垂直R，指向y轴正方向
C．垂直R，指向x轴正方向 D．垂直R，指向x轴负方向
4．（2022·河南南阳·高二期末）如图所示，横截面为矩形的玻璃管中有的水溶液沿轴正方向流动，若在玻璃管所在空间加上方向沿轴正向的匀强磁场，则（ ）
A．侧面的电势高于侧面
B．侧面的电势低于侧面
C．侧面的电势高于侧面
D．侧面的电势低于侧面
5．（2022·河北衡水·高二期末）来自外层空间的大量带电粒子（宇宙射线）进入地球磁场范围后，粒子将做如图所示的螺旋运动，向两极靠拢，其回转一周的时间即为一个周期。若忽略除洛伦兹力外的其他作用力，它向地磁场两极运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．粒子螺旋运动的周期逐渐变大、半径逐渐变小
B．粒子螺旋运动的周期逐渐变大、半径逐渐变大
C．粒子螺旋运动的周期逐渐变小、半径逐渐变小
D．粒子螺旋运动的周期逐渐变小、半径逐渐变大
6．（2022·宁夏·青铜峡市高级中学高二开学考试）如图所示，质量为m、长为l的直导线置于倾角为的光滑斜面上，并处于匀强磁场中。当导线中通以垂直于纸面向外、大小为I的电流时，导线保持静止，则匀强磁场的磁感应强度方向和大小可能为（　　）
A．竖直向上， B．竖直向上，
C．垂直斜面向下， D．垂直斜面向下，
7．（2021·福建·高二学业考试）如图，磁感应强度大小B=2T的匀强磁场，方向垂直纸面向外，一根长为0.2m的直导线垂直磁场方向放置。当导线通有I=0.5A的电流时，导线所受安培力的大小和方向分别为（　　）
A．0.2N，水平向左 B．0.2N，水平向右
C．1.0N，水平向左 D．1.0N，水平向右
8．（2022·四川资阳·高二期末）如图甲、乙所示，在两个倾角均为的光滑斜面上，有磁感应强度均为B、方向分别为垂直于斜面向上和竖直向上的磁场，两段相同的通电直导体棒分别通有电流I1和I2，两导体棒均处于平衡状态。则两种情况下的电流之比I1：I2为（　　）
A． B． C． D．
9．（2022·北京海淀·高三期末）在恒定的匀强磁场中固定一根通电直导线，导线的方向与磁场方向垂直，如图反映的是这根导线受到的磁场力大小F与通过导线的电流I之间的关系，M、N两点各对应一组F、I的数据，其中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（2022·北京·高二期末）一种用磁流体发电的装置如图所示。已知等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中（速度方向与磁场方向垂直），在磁场中有两块平行金属板A、B，板间距离为d，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A．金属板A是电源的正极
B．稳定后，发电机的电动势是Bdv
C．其他条件不变，只增大磁感应强度，发电机的电动势减小
D．其他条件不变，只增大等离子体的射入速度，发电机的电动势减小
11．（2022·新疆·一模）如图，粗细均匀的导线AB和BC分别位于垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场中，且导线ABC与磁场方向垂直，磁感应强度大小均为B。已知导线AB与BC的长度均为L，且，流经导线的电流强度为I，导线受到的安培力的大小为（　　）
A．BIL B．0 C． D．
12．（2022·北京·高二期末）如图所示的电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁场的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中减小质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g，则该磁场的磁感应强度的大小为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
13．（2022·福建省福州第一中学高二期末）如图所示，真空中，在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界）垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，两圆的半径分别为R和3R，圆心为O。质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子从大圆边缘的P点沿半径PO方向以不同的速度垂直射入磁场，粒子重力不计；
（1）若粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间t1=_______；
（2）若粒子能进入小圆内部区域，粒子在磁场中运动的速度v2 >________
14．（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，两电子（不计重力）沿MN方向从M点射入两平行平面间的匀强磁场中，它们射出磁场的速率分别为v1、v2，通过匀强磁场所用时间分别为t1、t2。则v1：v2=_______,t1：t2=_______。
15．（2022·上海交大附中高二期末）为了测量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流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在上下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口地从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压为U。则M板和N板的电势_____（选填“>”、“=”、“<”）。若用Q表示污水流量（单位时间内流出的污水体积），则Q与U的关系式为______。
16．（2021·四川省成都市新都一中高二期末）某学习小组利用如图所示装置测量虚线框内匀强磁场的磁感应强度。U形单匝金属框底边水平、两侧边竖直且等长，其上端通过绝缘轻质细线跨过滑轮与托盘相连，且U形单匝金属框平面与磁场方向垂直。其实验步骤如下：
①用刻度尺测出U形单匝金属框的底边长为L；
②在托盘内加入适量细沙，使形单匝金属框处于静止状态，并用天平称出此时细沙的质量为m1；
③将U形单匝金属框接入电路，使其底边通入大小为I、方向水平向右的电流后，需在托盘内增加适量细沙，才能使U形单匝金属框重新处于静止状态，并用天平称出此时细沙的总质量为m2。
（1）由实验可知，U形单匝金属框底边受到的安培力方向________（填“竖直向上”或“竖直向下”），磁场方向垂直于纸面_________（填“向里”或“向外”）。
（2）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小为B=_________。
三、解答题
17．（2022·重庆·一模）如图所示，半圆弧将半径为R的半圆分隔成Ⅰ、Ⅱ两个区域，两个半圆有共同圆心O且均在纸面内，Ⅰ、Ⅱ两个区域（含边界）分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，破感应强度大小均为B。一质量为m、电荷量为的粒子从P点垂直沿纸面运动，在区域Ⅰ中经过时间，随后进入区域Ⅱ，在区域Ⅱ中经过时，再次进入区域Ⅰ中。粒子在磁场中仅受磁场力作用。求：
（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T：
（2）粒子运动的速度大小和圆弧的半径：
（3）粒子从P点开始到由边离开磁场所经过的时间。
18．（2022·四川泸州·高二期末）如图所示，空间中有两个匀强磁场区域I、II被虚线隔开，区域I内的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，区域II内的磁感应强度大小为2B、方向垂直纸面向外。质量为m、电量为q（q>0）的带正电粒子，以初速度v从A点沿与虚线成夹角方向进入磁场区域I。粒子重力忽略不计，磁场区域足够大，将粒子从A点出发计为第一次经过虚线，求：
（1）粒子从A点出发到第2次经过虚线时离出射点A的距离L1；
（2）粒子从A点出发到第3次经过虚线的时间；
（3）粒子第8次经过虚线的位置离出射点A的距离L2。
19．（2022·江苏泰州·高二期末）如图所示，在平面内，有Ⅰ、Ⅱ两个匀强磁场区域，区域Ⅰ是圆心位于原点O半径为R的圆，区域Ⅱ以为上边界（C行于x轴，下方范围足够大），两个磁场区域磁感应强度相同，相切于P点，沿边界放置足够长的挡光板，P点处开有小孔。电子源持续不断地沿x正方向发射出速度均为v的电子，形成宽为、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流。电子经过区域Ⅰ磁场偏转后从P点射出进入区域Ⅱ，最终均能打在挡光板上。已知，电子质量为m，电量为e，忽略电子间的相互作用和电子的重力。
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）求电子从区域Ⅰ射出时速度方向的最大张角；
（3）电子在区域Ⅱ中运动的最长时间，及挡光板上有电子打到的长度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．A
4．A
5．C
6．B
7．B
8．C
9．C
10．B
11．A
12．A
13．
14． 1:2 3:2
15． >
16． 竖直向下 向外
17．（1）；（2）， ；（3）
18．（1）；（2）；（3）
19．（1）；（2）；（3），
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