2019-2020学年人教版高中物理必修3-1　第三章《磁场》测试卷word版含答案

第三章《磁场》测试卷
一、单选题(共12小题)
1.如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c点在同一直线上，且ac＝ab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为(　　)




A．
B．
C．
D．



2.上海磁悬浮列车线的试运行，是世界上第一条投入商业运营的磁悬浮列车线．运行全程共30 km，最高时速可达552 km，单向运行约8 min.磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈．通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车悬浮起来．地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极性总保持(　　)



A． 相同
B． 相反
C． 不能确定
D． 以上均不对



3.如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场．质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹．已知O是PQ的中点，不计粒子重力．下列说法中正确的是(　　)




A． 粒子a带负电，粒子b、c带正电
B． 射入磁场时粒子a的速率最小
C． 射出磁场时粒子b的动能最小
D． 粒子c在磁场中运动的时间最长



4.某一空间存在着强度不变、方向随时间周期变化的匀强磁场，如图甲所示，规定垂直纸面向里的磁场方向为正方向，为了使静置该磁场中的带正电的粒子能做横“∞”字曲线运动且逆时针方向通过efab(轨迹如图乙)，已知磁场变化周期T等于粒子完成一次“∞”字的时间，则可行的办法是(粒子只受磁场力作用，其他力不计)(　　)

A． 若粒子初始位置在a处，t＝T时给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度
B． 若粒子初始位置在f处，t＝T时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初速度
C． 若粒子初始位置在e处，t＝T时给粒子一个沿切线方向水平向左的初速度
D． 若粒子初始位置在d处，t＝T时给粒子一个沿切线方向竖直向上的初速度
5.判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有几组器材，其中最为可用的是(　　)



A． 被磁化的缝衣针及细棉线
B． 带电的小纸球及细棉线
C． 小灯泡及导线
D． 蹄形磁铁及细棉线



6.如图所示，一段长方体形导电材料，左右两侧面的边长为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B.当通以从左到右的恒定电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为(　　)




A．，负
B．，正
C．，负
D．，正



7.关于磁感线的一些说法， 不正确的是(　　)
A． 磁感线上某点的切线方向， 就是该点的磁场方向
B． 磁场中两条磁感线一定不相交
C． 磁感线分布较密的地方， 磁感应强度较强
D． 通电螺线管的磁感线从北极出来， 终止于南极， 是一条不闭合的曲线
8.如图所示，是一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里．一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场．若电子在磁场中运动的轨道半径为2d.O′在MN上，且OO′与MN垂直．下列判断正确的是(　　)




A． 电子将向右偏转
B． 电子打在MN上的点与O′点间的距离为d
C． 电子打在MN上的点与O′点间的距离为d
D． 电子在磁场中运动的时间为



9.一个带电粒子，沿垂直于磁场方向，射入匀强磁场中，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可以近似看成圆弧．由于带电粒子使周围的空气电离，粒子的能量逐渐减小而带电量不变．不计粒子重力，从图中情况可以确定(　　)

A． 粒子是带正电的，它所受的洛仑兹力大小不变
B． 粒子是带正电的，它是由a点运动到b点
C． 粒子是带负电的，它所受的洛仑兹力大小逐渐增大
D． 粒子是带负电的，它是由a点运动到b点
10.长度为L的通电导体棒，水平放在光滑绝缘斜面上，整个装置处在如图所示的匀强磁扬中，在以下四种情况下，导体棒可能静止在斜面上的是(　　)



A．　　　　
B．
C．　　　　
D．



11.一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛仑兹力F的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是（　　）




A． 粒子带负电，向下运动
B． 粒子带正电，向左运动
C． 粒子带负电，向上运动
D． 粒子带正电，向右运动



12.在隧道工程以及矿山爆破作业中，部分未发火的炸药残留在爆破孔内，很容易发生人身伤亡事故．为此，科学家制造了一种专门的磁性炸药，在磁性炸药制造过程中掺入了10%的磁性材料——钡铁氧体，然后放入磁化机磁化．使用磁性炸药一旦爆炸，即可安全消磁，而遇到不发火的情况可用磁性探测器测出未发火的炸药，已知掺入的钡铁氧体的消磁温度约为400 ℃，炸药的爆炸温度约2 240 ℃～3 100 ℃，一般炸药引爆温度最高为140 ℃左右．以上材料表明(　　)



A． 磁性材料在低温下容易被磁化
B． 磁性材料在高温下容易被磁化
C． 磁性材料在低温下容易被消磁
D． 磁性材料在高温下容易被消磁



二、实验题(共3小题)
13.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这种现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足UH＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数．某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．
(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“M”或“N”)端通过导线相连．
(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示.

根据表中数据在图乙中画出UH－I图线，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．

(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图丙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片(未画出)．为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向________(填“a”或“b”)，S2掷向________(填“c”或“d”)．

为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中．在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件____和____(填器件代号)之间．
14.霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展．如图甲所示，在一矩形半导体薄片的E、F间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在C、D间出现电压UCD，这种现象称为霍尔效应，UCD称为霍尔电压，且满足UCD＝k，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数，某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数．
　
(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电，电流与磁场方向如图所示，该同学用电压表测量UCD时，应将电压表的“＋”接线柱与________(填“C”或“D”)端通过导线相连．
(2)已知薄片厚度d＝0.40 mm，该同学保持磁感应强度B＝0.10 T不变，改变电流I的大小，测量相应的UCD值，记录数据，描点作图，画出UCD－I图线，如图乙所示，利用图线求出该材料的霍尔系数为________×10－3V·m·A－1·T－1(保留2位有效数字)．
15.某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直.

(1)在图中画出连线，完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动.
(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：
A.适当增加两导轨间的距离
B.换一根更长的金属棒
C.适当增大金属棒中的电流
其中正确的是________(填入正确选项前的标号).
三、计算题(共3小题)
16.在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为1 cm，电流为0.5 A，所受的磁场力为5×10－4N．求：
(1)该位置的磁感应强度多大？
(2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？
(3)若将通电导线跟磁场平行放置，该通电导线所受磁场力多大？
17.如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°，求电子的质量和穿越磁场的时间．

18.在原子反应堆中抽动液态金属导电液时，由于不允许传动机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图所示是这种电磁泵的结构，将导管置于磁场中，当电流I穿过导电液体时，磁场中导电液体即被驱动，若导管的内截面积为a·h，磁场区域的宽度为l，磁感应强度为B，液态金属穿过磁场区域的电流为I，方向如图所示时，求驱动所产生的压强是多大？

四、填空题(共3小题)
19.如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，带电粒子每次通过两盒窄缝间匀强电场时做　　．（填“匀速”、“加速”、“圆周”）运动，带电粒子每次通过盒中的匀强磁场时做　　运动．（填“匀速”、“加速”、“圆周”）

20.阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是________．若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向外的磁场，阴极射线将________(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏转．

21.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，水平导轨放置在竖直向上的匀强磁场中，其磁感应强度为B, 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________．




答案
1.【答案】B 2.【答案】A 3.【答案】D 4.【答案】A 5.【答案】A
6.【答案】C 7.【答案】D 8.【答案】D 9.【答案】D 10.【答案】A
11.【答案】A 12.【答案】D
13.【答案】(1)M　(2)如图所示　1.5(1.4或1.6)(3)b　c　S1　E(或S2　E)
14.【答案】(1)C　 (2)1.3
15.【答案】　(1)　(2)AC
16.【答案】(1)0.1 T　(2)0.1 T　(3)0
17.【答案】　
【解析】过M、N作入射方向和出射方向的垂线，两垂线交于O点，O点即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，过N作OM的垂线，垂足为P，如图所示．

由直角三角形OPN知，
电子运动的半径为r＝＝d　①
由牛顿第二定律知evB＝m　②
联立①②式解得m＝
电子在无界磁场中运动的周期为
T＝·＝
电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为θ＝60°，故电子在磁场中的运动时间为t＝T＝×＝
18.【答案】
19.【答案】加速 圆周
20.【答案】电子　向上
21.【答案】BIL　向右　mg