粤教版高中物理选修2-1 第二章 磁场与磁磁场偏转 单元测试word版含答案

2018-2019学年粤教版高中物理选修2-1 第二章 磁场与磁磁场偏转 单元测试
一、单选题
1.如图，当接通电源后，小磁针A按如图所示方向运动，则（?? ）
A.?小磁针B的N极向纸外转??????????????????????????????????????B.?小磁针B的N极向纸内转C.?小磁针B不转动???????????????????????????????????????????????????D.?因电流未标出，所以无法判断小磁针B如何转动
2.用天平测量磁场对电流作用力的示意图如图所示，虚线区域内有匀强磁场，轻质线框悬挂在天平左盘下面，线框的一部分置于磁场中，此时天平平衡．现在线框中通以图示方向的电流I，同时在右盘中加入一定量的砝码，天平再次平衡．则磁场方向（　　）
A.?水平向左???????????????????????B.?竖直向下???????????????????????C.?垂直纸面向里???????????????????????D.?垂直纸面向外
3.两根钢条相互靠近时，能自动吸引则（?? ）
A.?两钢条均为磁铁??????????????????????????????????????????????????B.?一根是磁铁，另一根一定不是磁铁C.?两根钢条都不是磁铁???????????????????????????????????????????D.?一根为磁铁，另一根可能是磁铁
4.与电场强度相对应，我们把描述磁场强弱的物理量叫作磁感应强度，关于磁感应强度的概念及其定义式 ，下列说法中正确的是()
A.?在同一磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大???????????
B.?磁场中某点B的方向，与垂直放在该点的试探电流元所受安培力方向相同C.?磁场中某点B的大小，与垂直放在该点的试探电流元所受到的安培力大小成正比???????????
D.?在磁场中的某点，试探电流元不受磁场力作用时，该点B的大小一定为零
5.关于磁场中某点的磁感应强度，下列说法正确的是(　　 )
A.?由可知，B与F成正比，与IL的乘积成反比?????B.?B的大小与IL的乘积无关，由磁场本身决定C.?长通电螺线管周围的磁场是匀强磁场????????????????????????D.?B的方向与通电导线的受力方向相同
6.如图：一个小磁针位于圆心，且于与园在同一竖直平面内，现使一个带正电小球在竖直平面内沿圆周高速旋转，则（?? ）
A.?小磁针的N极向内转????????????????????????????????????????????B.?小磁针的N极向外转C.?小磁针在纸面内向左摆动????????????????????????????????????D.?小磁针在纸面内向右摆动
7.在地球赤道上空，地磁场的磁感线平行赤道平面由南向北，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线受到的安培力方向（　　）
A.?竖直向上???????????????????????????B.?竖直向下???????????????????????????C.?由南向北???????????????????????????D.?由西向东
8.如图所示为两根互相平行的通电导线a﹑b的横截面图，a﹑b的电流方向已在图中标出．那么导线a中电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向应分别是（　　）
A.?磁感线顺时针方向，磁场力向左?????????????????????????B.?磁感线顺时针方向，磁场力向右C.?磁感线逆时针方向，磁场力向左?????????????????????????D.?磁感线逆时针方向，磁场力向右
二、多选题
9.如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为 、l和3l．关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（?? ）
A.?a处的磁感应强度大小比c处的大?????????????????????????B.?b、c两处的磁感应强度大小相等C.?a、c两处的磁感应强度方向相同?????????????????????????D.?b处的磁感应强度为零
10.如图所示，M,N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ＝30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M,N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则下列说法正确的是(?? )
A.?两板间电压的最大值 ??????????????????????B.?CD板上可能被粒子打中区域的长度 C.?粒子在磁场中运动的最长时间 ???????????????D.?能打到N板上的粒子的最大动能为
11.如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的电流为I为了增大导线所受的磁场力，采取了下列四种办法，其中正确的是（?? ）
A.?增大电流I???????????????????????????????????????????????????????????B.?增加直导线的长度C.?使导线在纸面内顺时针转30°??????????????????????????????D.?使导线在纸面内逆时针转60°
三、填空题
12.光滑绝缘杆与水平面保持θ角，磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q，质量为m，可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为________。
13.如图所示，将两根细铁丝靠近条形磁铁的S?极，细铁丝会被吸引到磁铁的S?极上 这是因为铁丝________ 选填：“磁化”或“退磁” 后，上端相当于________ 选填“N极”“S极” ，与条形磁铁的S?极相吸引，下端相当于________ 选填“N极”“S极” 两铁丝的下端极性________ 选填“相同”“相反” ，由于________ 选填“同名”“异名” 磁极相互排斥，故两铁丝的上端距离较近，下端距离较远．
14.如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I ， 此时a受到的磁场力为F ， 若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________；a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F ， 则此时b受到的磁场力为________。
四、解答题
15.关于月球上的物理现象和规律，同学们提出了很多问题和猜想，有关月球有无磁场，同学们提出了自己的猜想和检验猜想的实验方案：①取一小磁针用细线悬挂在月球表面附近，如果它静止时指向某一方向，则可表明月球周围存在磁场．②小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的北极，你认为这个实验方案中有没有需要改进或改正的地方，如有，请改进或改正。
五、综合题
16.如图所示，在倾角为37°的斜面上，固定着宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和变阻器．电源电动势E=12V，内电阻r=1.0Ω．一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中．若金属导轨是光滑的，取g=10m/s2 ， 且已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，要保持金属棒静止在导轨上．求：
（1）金属棒ab所受的安培力；
（2）回路中电流的大小；
（3）滑动变阻器接入电路的阻值．
17.如图所示，y轴上A点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里．有一电子（质量为m、电荷量为e）从A点以初速度v0沿着x轴正方向射入磁场区域，并从x轴上的B点射出磁场区域，此时速度方向与x轴正方向之间的夹角为60°．求：
（1）磁场的磁感应强度大小；
（2）电子在磁场中运动的时间．

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【分析】同名极磁极间相互排斥，异名极磁极间相互吸引，根据小磁针A的运动方向可得，通电螺线管的左端为S极，根据右手螺旋定则可得电源的左端为正极，在小磁针B处产生的磁场方向垂直向外，所以小磁针B的N极向纸外转，A正确。【点评】此题由磁极间的作用判断电磁铁的磁极，再由安培定则判定电流方向，安培定则内容为：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的方向是通电螺线管的N极。
2.【答案】C
【解析】【解答】线框中未通电流时，天平处于平衡状态，通上电流后，在右盘中加入一定量的砝码，天平再次平衡，说明线框产生的安培力向下，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故C正确故选：C【分析】天平是等臂杠杆，根据平衡关系判断出线框产生的安培力方向，利用左手定则判断出磁场的方向
3.【答案】D
【解析】【分析】磁体除了异名磁极相互吸引外，若是一个磁体去靠近另一磁性材料，也可以相互吸引；故本题中有两种可能：一是两异名磁极相靠近；二是一个为磁体，另一个为磁性材料；D正确。【点评】本题应掌握磁极间的相互作用，排斥的两端磁极是同名的，吸引的两端可能是异名磁极，也可能是磁体吸引磁性材料。
4.【答案】A
【解析】【解答】磁感应强度的定义式为比值法定义，即磁感应强度大小与该点的试探电流元无关，磁感线越密，磁感应强度越大，A符合题意，C不符合题意；磁感应强度的方向，与垂直放在该点的试探电流元所受安培力方向垂直，B不符合题意；若试探电流元平行于磁场方向，该电流元受到的磁场力为零，所以若试探电流元不受磁场力作用，并不表示该点的磁感应强度大小为零，D不符合题意．故答案为：A【分析】磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，磁感应强度数值上可用计算其大小，但磁场中某点磁场的强弱是由磁场本身性质决定的，与该点的试探电流元无关；在描述磁场的分布时，可用磁感线的疏密表示磁感应强度的大小。
5.【答案】B
【解析】【分析】磁场的磁感应强度取决于磁体本身，A错误，B正确；而长通电螺线管内部的磁场才是匀强磁场，C错误，磁感应强度的方向与磁场的方向相同，故与通电导线受力的方向垂直。D错误；故选B【点评】磁感应强度的定义式是属于比值定义法，且通电导线垂直放在磁场中。即B与F、I、L均没有关系，它是由磁场的本身决定。
6.【答案】B
【解析】【解答】解：带正电小球在竖直平面内沿圆周高速旋转，相当于沿逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则知内部磁感线方向向外，故小磁针的N极向外转．故选：B【分析】根据右手螺旋定则知内部磁感线方向，小磁针静止时N极的指向即为磁感线的方向．
7.【答案】A
【解析】【解答】解：左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向．磁场的方向从南向北，电流的方向由西向东，所以安培力的方向竖直向上．故A正确，B、C、D错误．故选：A．【分析】本题考查用左手定则判断安培力的方向。解题时首先要明确地磁场的分布情况，然后根据左手定则判断安培力方向。
8.【答案】B
【解析】【解答】根据安培定则，伸开右手，大拇指与电流方向相同，四指弯曲方向为磁场的方向，知导线a中电流产生的磁场为顺时针方向．在导线b处，磁场方向竖直向下，根据左手定则，安培力方向水平向右．故B正确，A、C、D错误．故选B．【分析】由安培定则判断磁场的方向．再用左手定则判断安培力的方向．
二、多选题
9.【答案】A,D
【解析】【解答】解：A、B、C、根据安培定则判断知：左侧导线在a点产生的磁场方向向里，在c点产生的磁场方向向外，右侧导线在a点产生的磁场方向向里，在b点产生的磁场方向向里，根据磁感线的疏密表示磁场的强弱，可知离直导线越远，磁场越弱，可知：a处磁感线比c处密，则a处的磁感应强度大小比c处的大．由磁场的叠加可知：a、c两处的磁感应强度方向相反．故A正确，BC错误；D、由于左右侧导线在b处产生的磁感应强度方向相反，大小相等，所以b处的磁感应强度为零，故D正确．故选：AD．【分析】根据安培定则判断两根直导线在三个点产生的磁场方向，由磁场的叠加原理分析即可．
10.【答案】A,C,D
【解析】【解答】据题，M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，所以其轨迹圆心在C点，CH=QC=L，故轨迹半径R1=L又由牛顿第二定律得 粒子在MN间加速时，有 所以联立得 ，选项A正确；打在QC间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半周期．粒子运动的周期为 所以最长时间 ，选项C正确；设轨迹与CD板相切于K点，半径为R2 ， 在△AKC中：? 可得 ,即KC长等于 , 所以CD板上可能被粒子打中的区域即为HK的长度， ，选项B错误；能达到N板上的粒子最大半径为R2 ， 根据 ，最大动能为： ，选项D正确；故选ACD． 【分析】带电粒子在匀强磁场中的运动；本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，画出粒子的运动轨迹后，由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键，要掌握住半径公式、周期公式；当注意当粒子的运动的轨迹恰好与CD板相切时，这是粒子能达到的最下边的边缘，对应的到达N板上的粒子的动能最大。
11.【答案】A,B,D
【解析】【解答】解：A、由公式F=BIL，当增大电流时，可增大通电导线所受的磁场力．故A正确；B、由公式F=BIL，当增加直导线的长度时，可增大通电导线所受的磁场力．故B正确；C、当使导线在纸面内顺时针转30°时，导线有效切割长度缩短，则所受磁场力变小，故C错误；D、当使导线在纸面内逆时针转60°时，导线有效切割长度伸长，则所受磁场力变大，故D正确；故选：ABD【分析】根据左手定则的内容，判定安培力的方向．左手定则的内容是：伸开左手，让大拇指与四指方向垂直，并且在同一平面内，磁感线穿过掌心，四指方向与电流的方向相同，大拇指所指的方向为安培力的方向．而安培力的大小F=BIL，且B与I垂直； 若不垂直时，则将B沿导线方向与垂直方向进行分解．
三、填空题
12.【答案】
【解析】【解答】以带电小环为研究对象，受力如图。 f＝mgcosθ，f＝qvB解得v＝ 【分析】在垂直于杆方向合力为零，洛伦兹力与重力垂直于杆方向分力等大反向即可。
13.【答案】磁化；N极；S极；相同；同名
【解析】【解答】铁丝被磁体吸引后，本身也具有了磁性，该过程是磁化的过程；根据磁极间的相互作用规律可知：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。则可知上端N极，下端为S极；两铁丝下端极性相同，所以相互排斥而张开，而由于上端两铁丝均受磁铁的作用，所以形成上端距离较近，下端距离较远的现象．【分析】铁丝靠近磁体后会被磁化，并且两磁极间的相互作用规律是同极相斥、异极相吸。
14.【答案】-F；-3F或5F
【解析】【解答】由牛顿第三定律，b受到a对它的磁场力为-F；a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，c在a、b 两导线处的磁感应强度大小相等，方向相反，c导线对b导线的作用力是它对a导线的作用力的两倍，方向相反，a受到的磁场力大小变为2F ， 那么c导线对a导线的作用力可能是F也可能是-3F ， c导线对b导线的作用力可能是-2F也可能是6F ， 故此时b受到的磁场力为-3F或5F。【分析】本题考查安培力的理解和应用。
四、解答题
15.【答案】有需改进或改正的地方，具体改进措施：①应做多次实验，观察小磁针N极是否总是指向某一个方向 ②小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。
【解析】【解答】由于物理实验必须要具有普适性，所以应该应做多次实验，观察小磁针N极是否总是指向某一个方向 ；和地磁场向对比可知小磁针静止时，它的N极指向就是“月磁”的南极。【分析】物理实验必须要具有普适性，所以应该应做多次实验，至少3~5次。
五、综合题
16.【答案】（1）解：金属棒受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态．则有F=mgsin37°??? F=0.12N（2）解：根据安培力公式F=BIL得得I= =0.6A（3）解：设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆E=I（R+r）解得 R= =19Ω
【解析】【分析】（1）金属棒受到重力、安培力和导轨的支持力而处于平衡状态．根据平衡条件，列方程求出安培力．（2）金属棒与磁场方向垂直，根据安培力公式F=BIL，求出电流．（3）根据欧姆定律求出滑动变阻器R接入电路中的阻值．
17.【答案】（1）解：过B点作电子出射速度方向的垂线交y轴于C点，则C点为电子在磁场中运动轨迹的圆心，画出电子的运动轨迹．由几何知识得∠ACB=60°设电子在磁场中运动的轨迹半径为R，则 R﹣L=Rsin30°，得：R=2L又由洛伦兹力提供向心力，得：ev0B= 则得：B= （2）解：由几何知识∠ACB=60°则粒子在磁场中飞行时间为 t= ? 将R=2L代入得：t=
【解析】【分析】（1）根据题意画出粒子运动的轨迹，找出粒子轨迹半径R与L之间的关系，由洛伦兹力提供向心力列方程即可求得磁感应强度大小；（2）粒子在磁场中飞行时间为t= T，θ是轨迹对应的圆心角，由几何知识确定圆心角θ，即可求解．