人教版物理选修3-1第三章《磁场》测试题（word 含答案）

第三章《磁场》测试题

一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．以下说法正确的是(　　)
A．运动电荷处于磁场中不一定受到洛伦兹力
B．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
C．某运动电荷在某处未受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定为零
D．洛伦兹力不能改变运动电荷的速度
2．如图所示，长直导线与矩形线框同处于光滑水平面上，长直导线固定，线框可以在桌面上自由滑动，当通以图中所示电流时，矩形线框的运动情况是（　　）

A．靠近通电直导线 B．远离通电直导线 C．保持静止不动 D．顺时针转动
3．下列各图中，已标出电流及电流的磁场方向(B图表示通电环形导线产生的磁场，“”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外，其中正确的是(????)
A． B．
C． D．
4．设每个通电 的圆环在圆心处产生的磁场的磁感应强度都为 B0。如图，两个相互绝缘的都通有电流 的圆环相互垂直放置，则这两个圆环中心处的磁场磁感应强度为（ ）
A．
A．B0 方向斜向右上方 B．B0 方向斜向后上方
C．B0 方向斜向左上方 D．2 B0 方向斜向后下方
5．如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～这段时间内

A．线圈中的感应电流一直在减小
B．线圈中的感应电流先增大后减小
C．穿过线圈的磁通量一直在减小
D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小
6．在如图所示的各图中，表示磁感应强度B方向、电流I方向及电流受力F方向三者关系正确的是
A． B．
C． D．
7．在物理学中，常用比值定义物理量，用来表示研究对象的某种性质。下列表达式属于比值定义的是（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，两根互相平行的长直导线垂直于平面S，垂足分别为M、N，导线中通有大小相等、方向相反的电流。O为MN的中点，PQ为M、N的中垂线，以O为圆心的圆与 MN、PQ分别相交于a、b、c、d四点。则下列说法中正确的是（　　）

A．O点处的磁感应强度为零
B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反
C．a、c两点处的磁感应强度方向不同
D．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
9．把一通电直导线放在磁场中，它受到安培力的作用，则：（ ）
A．安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直
B．安培力的方向一定和磁场方向垂直，但不一定和电流方向垂直
C．安培力的方向一定和电流方向垂直，但不一定和磁场方向垂直
D．安培力方向、磁场方向、电流方向三者一定相互垂直
10．如图所示为速度选择器，两平行金属板水平放置，板间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E（图中未标出），磁感应强度大小为B．一束带正电的粒子（不计重力）以速度v0从左端沿水平方向进入两板间，恰好做直线运动．下列说法正确的是（ ）

A．上极板带负电
B．速度v0的大小满足
C．只改变粒子的电性，粒子在两板间将做曲线运动
D．使该粒子以速度v0从右端沿水平方向进入，粒子在两板间仍能做直线运动
11．某课外探究小组用如图所示实验装置测量学校所在位置的地做地磁场的水平分量Bx．将一段细长直导体棒南北方向放置，并与开关、导线、电阻箱和电动势为E、内阻为R的电源组成如图所示的电路．在导体棒正下方距离为L处放一小磁针，开关断开时小磁针与导体棒平行，现闭合开关，缓慢调节电阻箱接入电路中的电阻值，发现小磁针逐渐偏离南北方向，当电阻箱接入电路的电阻值为9R时，小磁针的偏转角恰好为60°．已知通电长直导线周围某点磁感应强度为 (式中I为通过导线的电流强度，r为该点到通电长直导线的距离，k为常数)，导体棒和导线电阻均可忽略不计，则该位置地磁场的水平分量大小为

A． B． C． D．
12．如图所示，是磁流体发电机示意图。平行金属板a、b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量等量正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压．如果把a、b板与用电器相连接，a、b板就是等效直流电源的两个电极。若磁场的磁感应强度为B，每个离子的电荷量大小为q、速度为v，a、b两板间距为d，两板间等离子体的等效电阻为r，用电器电阻为R。稳定时，下列判断正确的是（ ）

A．图中a板是电源的正极 B．电源的电动势为Bvq
C．用电器中电流为 D．用电器两端的电压为Bvd
13．将一段总长度为L的直导线折成多边形线框后放入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且线框所在平面与磁场方向垂直，现给线框通电，电流大小为I，正多边形线框中依次相邻的6条边受到的安培力的合力大小等于依次相邻的3条边受到的安培力的合力大小，则正多边形线框中每条边受到的安培力大小为
A． B． C． D．
14．某同学在利用如图所示装置“探究影响通电导线受力的因素”实验中，把三块相同的蹄形磁体并排放在桌面上，用细导线将一根铜质导体棒水平悬挂在磁体的两极间，导体棒的方向与磁场方向垂直，当导体棒中有电流通过时，导体棒带动细导线偏离竖直方向，离开竖直方向最大角度称为摆动角。该同学在保持电流大小不变的条件下，通过两组实验作对比研究。实验I：电流从细导线2流入、细导线3流出；实验II电流从细导线1流入、细导线4流出，关于两组实验现象，下列说法正确的是（ ）

A．实验I中细导线向外摆动，摆动角小于实验II摆动角
B．实验I中细导线向外摆动，摆动角大于实验II摆动角
C．实验I中细导线向里摆动，摆动角小于实验II摆动角
D．实验I中细导线向里摆动，摆动角大于实验II摆动角
15．如图是洛伦兹力演示仪的实物图和结构示意图．用洛伦兹力演示仪可以观察运动电子在磁场中的运动径迹．下列关于实验现象和分析正确的是( )

A．励磁线圈通以逆时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹
B．励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹
C．保持励磁电压不变，增加加速电压，电子束形成圆周的半径减小
D．保持加速电压不变，增加励磁电压，电子束形成圆周的半径增大

二、多选题（每小题至少有两个正确答案）
16．下列情况说法正确并可以肯定钢针有磁性的是（ ）
A．将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，再将钢针的另一端接近磁体的南极，则两者相互排斥
B．将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互吸引，再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互排斥
C．将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互排斥，再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互排斥
D．将钢针的一端接近磁体的北极，两者相互排斥，再将钢针的另一端接近磁体的北极，则两者相互吸引
17．把一段通电导体放在磁场中，则导体（ ）
A．在某处不受磁场力作用，该处磁感应强度不一定为零
B．受到的安培力的方向跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直
C．受到的安培力的方向不仅跟电流的方向垂直，而且也跟磁感应强度方向垂直
D．放在磁感应强度越大的位置，它受到的安培力也一定越大
18．一质量为1.67×10-27 kg、电荷量为1.6×10-19 C的带电粒子，以5×105 m/s的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2 T的匀强磁场后做匀速圆周运动．下列说法正确的有
A．粒子受到的洛伦兹力提供了向心力
B．洛伦兹力对粒子做正功
C．粒子在磁场中运动的轨道半径是2.61×10-2 m
D．粒子做匀速圆周运动的周期是3.28×10-7 s
19．在物理学中常用比值法定义物理量．下列说法中正确的是（ ）
A．用定义电场强度 B．用定义加速度
C．用定义电容器的电容 D．用定义磁感应强度
20．质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从0点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是

A．该微粒一定带负电荷
B．微粒从0到A的运动可能是匀变速运动
C．该磁场的磁感应强度大小为
D．该电场的场强为


三、实验题
21．利用通电导线在磁场中受到的安培力与磁感应强度的关系就可以测定磁感应强度的大小．实验装置如图所示，弹簧测力计下端挂一矩形导线框，导线框接在图示电路中，线框的短边置于蹄型磁体的N、S极间磁场中的待测位置．

①在接通电路前，待线框静止后，先观察并记录下弹簧测力计的读数F0；
②接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I，待线框静止后，观察并记录下弹簧测力计的读数F（F＞F0）．
由以上测量数据可知：导线框所受重力大小等于 ；磁场对矩形线框位于磁场中的一条边的作用力大小为 ．若已知导线框在磁场中的这条边的长度为L、线圈匝数为N，则利用上述数据计算待测磁场的磁感应强度的表达示为B= ．
22．某同学为了测量一轻弹簧的劲度系数，进行了如下实验设计：如图所示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀強磁场中，金属杆与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计请你按要求回答问题。

（1）帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源（）、滑动变阻器（）、电流表（A）、开关（）设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端，要求闭合开关后惮簧将伸长_____。
（2）若电源电动势为3V，内阻较小：滑动变阻器最大阻值为10Ω：电流表内阻较小。当闭合开关后，发现电路中无电流，请在保持电路完整的条件下，用多用电表来找到故障，则最好选择的挡位是______
A．直流电压”10V”挡 B．直流电流“0．5A”挡
C．欧姆“×1”挡 D．欧姆”×10”挡
（3）排除故障并正确连接电路后．闭合开关，通过一绝缘挡板使金属杆缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I1，记下金属杆的位置．断开开关，测出弹簧对应的长度为x1：改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I2，弹簧对应的长度为x2，若已知导轨间的距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，则弹簧的劲度系数k＝_________。

四、解答题
23．如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B1的匀强磁场．一个带正电的粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动．粒子通过两平行板后从O点进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场中，在洛仑兹力的作用下，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板MN上的A点．测得O、A两点间的距离为L．不计粒子重力．

（1）试判断P、Q间的磁场方向；
（2）求粒子做匀速直线运动的速度大小v；
（3）求粒子的电荷量与质量之比．
24．一个静止在磁场中的22688Ra（镭核），发生α衰变后转变为氡核（元素符号为Rn）．已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直．设镭核、氡核和α粒子的质量一次是m1、m2、m3，衰变的核能都转化为氡核和α粒子的动能．求:

（1）写出衰变方程．
（2）氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比．
（3）氡核的动能EK



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

22．（1）电路设计如图；
（2）A （3） 或
23．（1）磁场方向垂直纸面向里．（2）（3）
24．（1）衰变方程为：
（2）43:1．
（3）氡核的动能为