人教版物理选修3-1第三章 磁场本章复习与测试 （单元测试）

第三章 《磁场》单元测试题

一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．如图，一带正电的运动电荷刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向正确的是（ ）

A．垂直纸面向里 B．平行纸面向上 C．垂直纸面向外 D．平行纸面向下
2．要想在如图所示的虚线方框范围内有方向垂直纸面向外的磁场，以下方法可行的是 （ ）

A．正离子沿a到b的方向运动 B．正离子在框内顺时针旋转
C．电子沿a到d的方向运动 D．电子在框内顺时针旋转
3．下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是( )
A． B．C． D．
4．在奥斯特电流磁效应的实验中,通电直导线应该 （ ）
A．平行南北方向,在小磁针正上方 B．平行东西方向,在小磁针正上方
C．东南方向,在小磁针正上方 D．西南方向,在小磁针正上方
5．在赤道附近沿东西方向放置一根水平导体棒，若通以由西向东的电流，则此导体棒所受安培力的方向为(　　)
A．向上 B．向下
C．向南 D．向北
6．如图，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，正、负电子分别以相同速度沿与x轴成300角从原点垂直射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为（ ）　　

A．2：1 B．1：2 C．1：3 D．1：15
7．如图所示，水平导线中有恒定电流通过，导线正下方电子初速度方向与电流方向相同，其后电子将（ ）

A．沿a运动，轨迹为圆 B．沿a运动，曲率半径越来越小
C．沿a运动，曲率半径越来越大 D．沿b运动，曲率半径越来越小
8．如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对粒子进行加速，此时D形盒中的磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U。忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间，下列说法正确的是 ( )

A．保持B、U和T不变，该回旋加速器可以加速质子
B．只增大加速电压U，粒子获得的最大动能增大
C．只增大加速电压U，粒子在回旋加速器中运动的时间变短
D．回旋加速器只能加速带正电的粒子，不能加速带负电的粒子
9．如图所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从A孔沿AD方向射入一正方形空腔的匀强磁场中，它们的轨迹分别为a和b，则它们的速率和在空腔里的飞行时间关系是（ ）

A．va= vb，ta< tb B．va> vb，ta> tb
C．va< vb，ta= tb D．va> vb，ta< tb
10．欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时，因无电源和电流表，他利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电源，具体做法是在地磁场作用下在水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线电流为I时，小磁针偏转了30°，问当他发现小磁针偏转了60°，通过该直导线的电流为(直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比（?? ）
A．2I??? B．3I??? C．I??? D．无法确定
11．一带正电荷的小球沿光滑、水平、绝缘的桌面向右运动，如图所示，速度方向垂直于匀强磁场。小球飞离桌面后，最终落在水平地面上，设飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速率为v1。现撤去磁场，其他条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，着地速率为v2，则有( )

A．v1>v2 B．v1=v2 C．s1=s2 D．t112．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机．如右图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板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的初速度为v，两金属板的板长（沿初速度方向）为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，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，电流表的示数为I.那么板间电离气体的电阻率为（ ）

A． B． C． D．
13．一段导线abcde位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc、cd和de的长度均为L，且∠abc＝∠cde＝120°，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为 ( )

A．BIL B．2BIL C．3BIL D．4BIL
14．如图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场，方向垂直于圆平面（未画出）.一群相同的带电粒子以相同速率0，由P点在纸平面内向不同方向射入磁场.当磁感应强度大小为B1时，所有粒子出磁场的区域占整个圆周长的1/3；当磁感应强度大小为B2时，这些粒子在磁场中运动时间最长的是.则磁感应强度B1、B2的比值（不计重力）是（ ）

A．1︰ B．2︰ C．3︰ D．4︰
15．如图所示的扇形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AO与OB垂直，圆弧的半径为R，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从圆心O以大小为的速度射入磁场，结果粒子刚好从AB弧的中点C射出，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）

A．粒子在磁场中运动的时间为
B．粒子从O点射进速度与BO边的夹角为30°
C．只改变粒子射入磁场时的速度方向，使粒子从AC段圆弧射出，则粒子在磁场中运动时间变长
D．只改变粒子射入磁场时的速度方向，使粒子从CB段圆弧射出，则粒子在磁场中运动时间变短

二、多选题（每小题至少有两个正确答案）
16．如图是某化工厂为了测量污水排放量的设计图，在排污管末端安装了流量计，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，污水充满管道从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，下列说法中正确的是（ ）

A．M板电势一定低于N板的电势
B．污水流动的速度越大，电压表的示数越大
C．污水中离子浓度越高，电压表的示数越大
D．电压表的示数U与污水流量Q成正比
17．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差，下列说法中正确的是（ ）

A．若元件的载流子是自由电子，则D侧面电势高于C侧面电势
B．若元件的载流子是自由电子，则C侧面电势高于D侧面电势
C．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直
D．在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
18．如图所示，将四根通电直导线分别放在四个匀强磁场中，图中给出了磁感强度B的方向、导线中电流I的方向，某同学分别画出了通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
19．磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则（ ）

A．用电器中的电流方向从B到A
B．用电器中的电流方向从A到B
C．若只减小磁场，发电机的电动势增大
D．若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大
20．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，匀强电场的电场强度为E，方向竖直，有一质子重力不计恰能以速率V从左向右沿直线水平飞越此区域。下列说法正确的是　　

A．电场方向竖直向下
B．如果B和E的方向都改变为原来的相反方向，质子将向上偏转
C．该质子通过此区域的速度
D．若一电子以速率V从左向右飞入，则该电子也将沿直线运动


三、作图题
21．如图所示，a、b是直线电流的磁场，c是环形电流的磁场，d、e是螺线管电流的磁场，试在各图中补画出电流方向或磁感线方向。

22．画出图中导体受到的安培力的方向



四、实验题
23．电磁流量计是一根管道，内部没有任何阻碍流体流动的结构．现给你一个非磁性材料做成的圆形管道和一个已知磁感应强度为B的匀强磁场，并让此圆形管道垂直磁场放置．回答下列问题：
（1）还需选用哪些器材方可测出管中液体的流量：_________．
（2）要测出流量，还需测量的物理量有：____________．
（3）用所给的和测得的物理量写出流量的表达式：_______．
（4）用此装置有哪些优点：_____________、_____________（至少说出两点）
24．某探究小组为了测量两个相距很近的异名磁极间的磁场（可视为匀强磁场）的磁感应强度，
设计了如下实验，将两根完全相同劲度系数都为的轻弹簧竖直悬挂，并在旁边的刻度尺上记下此时弹簧下端位置，标记为O，然后将长为L的导体棒悬挂在弹簧下端，并完全放入磁场中，然后用轻质软导线将导体棒两端与接线柱相连，再通入电流，记下此时弹簧下端在刻度尺上的位置到O的长度X，最后利用测得的数据绘成X— 图像。实验中提供了以下器材：

A．电阻约为1Ω的导体棒
B．电流表A1（量程3A，
内阻约0.2Ω）
C．电流表A2（量程0.6A，
内阻约1Ω）
D．滑动变阻器R1（0～100Ω）
E．滑动变阻器R2（0～20Ω）
F．干电池（电动势1.5V）2节
G．开关及导线若干
（1）实验中要求导体棒上的电流从零开始连续可调，多测几组数据，电流表应该选用____________，滑动变阻器应选用________。（均填写仪器前面的字母）。
（2）图1中的部分导线已经连好，请将图中剩余的电路连接完整。
（3）该小组多次测量，并将测得的长度X和电流I，绘成X—I图像（图2），并求得图像
的斜率为a，与纵轴截距为b，则该小组利用图像可得该匀强磁场的磁感应强度大小为________，导体棒的质量为________。（用a、b、k、L、g表示）

五、解答题
25．如图所示，导体棒通过软导线通入电流，导体棒处于匀强磁场中，导体棒的质量为m，长度为L，电流为I，电流方向由a端流向b端，导体棒处于静止状态时，悬挂导体棒的软导线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g。求:导体棒受磁场作用力的最小值和与之对应的磁场磁感应强度。

26．如图所示，在xOy直角坐标系内，0≤x≤d及x>d范围内存在垂直于xOy平面且等大反向的匀强磁场I、Ⅱ，方向如图中所示，直线x=d与x轴交点为A。坐标原点O处存在粒子源，粒子源在xOy平面内向x>O区域的各个方向发射速度大小均为v0的同种粒子，粒子质量为m，电荷量为-q，其中沿+x方向射出的粒子，在磁场I中的运动轨迹与x=d相切于P(d，-d)点，不计粒子重力；

(1)求磁感应强度的大小；
(2)求从A点进入磁场Ⅱ的粒子在磁场中运动的总时间；
(3)仅撤去磁场Ⅱ，随即在xOy平面内加上范围足够大的匀强电场，从O点沿OP方向 射出的粒子，将沿OP直线运动到P点，后粒子经过Q(xQ，-d)点，求匀强电场的电场强度及xQ的值。



参考答案
1．A 2．D 3．C 4．A 5．A 6．A 7．C 8．C 9．D 10．B 11．B 12．A 13．C 14．D 15．A 16．BD 17．AC 18．AD 19．BD 20．ACD
21．略；
22．


23． 电压表、刻度尺 电压、管的直径 具有测量范围宽 易与其他自动控制装置配套
24． B E ，
25．导体棒受磁场作用力的最小值F=mg，B=；平行于软导线向上。
26．（1）（2）（3）