2019—2020学年高中物理人教版选修3-1：第三章磁场 单元检测试题（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019—2020学年高中物理人教版选修3-1：第三章磁场 单元检测试题（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 302.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-06-18 20:29:23 | ||
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文档简介
2019—2020学年人教版选修3-1
磁场
单元检测试题（解析版)
1．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场分布在半径为R的圆内，CD是圆的直径，质量m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止经电场加速后，沿着与直径CD平行且相距的直线从A点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是，则加速电场的电压是（
）
A．
B．
C．
D．
2．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是（
）
A．安培和法拉第
B．法拉第和楞次
C．奥斯特和安培
D．奥斯特和法拉第
3．如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度，天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈下端在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有电流I（方向如图）时，发现天平的右端低左端高，下列哪些调节方案可以使天平水平平衡（
）
A．仅增大线框的宽度l
B．仅减小电流大小
C．仅减轻左盘砝码的质量
D．仅增加线圈的匝数
4．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．粒子在b点速率大于在a点速率
C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出
D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
5．用长导线以如图（甲）所示方式缠绕螺线管，当电流为I时，测得螺线管内轴线中点A的磁感应强度大小为B。若将导线对折缠绕螺线管，两种绕法螺线管上的线圈匝数相同，如图（乙）所示，通过相同电流I时，则在螺线管内A点的磁感应强度大小为（ ）
A．0
B．0.5B
C．B
D．2B
6．如图所示，两根垂直纸面放置的直导线，通有大小相同、方向相反的电流。O为两导线连线的中点，P、Q是两导线连线中垂线上的两点，且OP=OQ。以下说法正确的是（ ）
A．O点的磁感应强度为零
B．P、Q两点的磁感应强度方向相同
C．若在P点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为P→O
D．若在Q点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为Q→O
7．如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的2倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为F2。则导线框中的电流大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为
A．
B．
C．
D．
9．如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(
?)
A．感应电流方向是M→N
B．感应电流方向是N→M
C．安培力水平向左
D．安培力水平向右
10．如图所示，在一个等腰直角三角形区域
ABC
内，存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为
B
的有界匀强磁场（边界上有磁场），AC
=
BC
=l，
C
90
。质量为
m、电荷量为+q
的大量相同粒子以不同速率从
AB
边上距
A
点为
l
的
D
点既垂直于边界
AB
又垂直于磁场方向射入匀强磁场，不计粒子间的相互作用力及粒子重力，则以下结论正确的是（
）
A．速率在范围内的粒子会从AC边离开磁场
B．从AC边离开磁场的粒子在磁场中最短的运动时间为tmin=
C．从
AB
边离开磁场的粒子在磁场中运动的最大位移为
2（1）l
D．速率v
的粒子都会从
BC
边离开磁场
11．如图所示，已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为L，磁场磁感应强度为B，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小．
F=________
F=_________
F=________
F=________
12．通电螺线管相当于一个条形磁体。在一通电螺线管的d端附近放置的小磁针。静止时N极的指向如图所示。则螺线管的c端相当于_________（填“N”或“S”）极。电源的a端为_________（填“正”或“负”）极。
13．将电容器的极板水平放置分别连接在如图所示的电路上，改变滑动变阻器滑片的位置可调整电容器两极板间电压。极板下方三角形ABC区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，其中∠B=、∠C=，底边AB平行于极板，长度为L，磁感应强度大小为B。一粒子源O位于平行板电容器中间位置，可产生无初速度、电荷量为+q的粒子，在粒子源正下方的极板上开一小孔F，OFC在同一直线上且垂直于极板。已知电源电动势为E，内阻忽略不计，滑动变阻器电阻最大值为R，粒子重力不计，求：
(1)当滑动变阻器滑片调节到正中央时，粒子从小孔F射出的速度；
(2)调整两极板间电压，使粒子从三角形直角边射出且距离C点最远，两极板间所加电压应是多少？
14．如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，O点处在磁场的边界上．现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以不同的速度（0≤v≤）垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左．不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）粒子在磁场中的运动时间．
（2）速度最大的粒子从O开始射入磁场至返回水平线POQ所用时间．
（3）磁场区域的最小面积．
15．如图所示，在xOy平面的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度的大小E＝100V/m，第一象限某区域内存在着一个边界为等边三角形的匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外。一比荷＝107
C/kg的带正电粒子从x轴上的P点射入电场，速度大小v0＝2×104
m/s，与x轴的夹角θ＝60°。该粒子经电场偏转后，由y轴上的Q点以垂直于y轴的方向进入磁场区域，经磁场偏转射出，后来恰好通过坐标原点O，且与x轴负方向的夹角α＝60°，不计粒子重力。求：
(1)OQ的长度？
(2)磁场的磁感应强度大小；
(3)等边三角形磁场区域的最小面积？
16．如图，两平行金属导轨间的距离
L=0.4
m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在空间内，分布着磁感应强度
B=0.5
T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势
E=6.0
V、内阻
r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量
m=0.05
kg
的导体棒
ab垂直放在金属导轨上，导体棒静止．导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻
R=2.5
Ω，金属导轨电阻不计，g取
10
m/s2．已知
sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）通过导体棒的电流大小；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力大小．
参考答案
1．B
【解析】
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期是；
?
粒子在磁场中运动的时间是
如图所示，粒子从A点进入磁场后，从E点射出．O为磁场圆的圆心，设∠AOC=α
则sinα=，则
α=45°
粒子做圆周运动的圆心是O1点，设半径O1A=r，O1A⊥CD，∠COO1=45°．
由图可知
r=R
粒子做圆周运动
加速过程满足
解得加速电压
故选B。
2．D
【解析】
试题分析：首先发现电流磁效应的科学家是奥斯特；发现电磁感应现象的科学家是法拉第，故选项D符合题意．
【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
3．B
【解析】
天平是等臂杠杆，当线圈中通有电流I时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下；天平的右端低左端高，说明安培力偏大，要使天平水平平衡，必须减小安培力，根据F=NBIL可知，即减小右端线框的匝数、电流、线框短边的长度；或者增加左盘中砝码的质量。
故选B。
4．C
【解析】
由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据确定粒子运动半径和运动时间。
由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；若仅减小磁感应强度，由公式得：，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从b点右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D错误。
5．A
【解析】
在图乙中，由于两根导线中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消，所以在乙中螺线管内中部的磁感应强度大小为零，故BCD错误，A正确。
故选A。
6．B
【解析】
A．根据安培定则可知，导线a在O点的磁感应强度方向竖直向下，导线b在O点的磁感应强度方向也是竖直向下，故O点的磁感应强度不为零，选项A错误；
B．导线a在P点的磁感应强度方向斜向右下方，导线b在P点的磁感应强度方向斜向左下方，两者合成后，P点的合磁感应强度方向竖直向下，同理Q点的磁感应强度方向也是竖直向下的，故两点磁感应强度方向相同，选项B正确；
C．P点的合磁感应强度方向竖直向下，若在P点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则可判断其受力方向水平向左，选项C错误；
D．Q点的合磁感应强度方向竖直向下，若在Q点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则可判断其受力方向水平向左，选项D错误。
故选B。
7．D
【解析】
当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：
当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：
联立可得
故D正确，ABC错误；
故选D。
8．A
【解析】
对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的．设ao1=o1b=bo2=o2c=r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B1r，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3r，故：a点磁感应强度：B1=B1r+B3r；b点磁感应强度：B2=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度：Bc=B3r=B1-B2，故选A．
9．BC
【解析】
根据右手定则判断可知：导体棒MN中感应电流方向N→M，根据左手定则判断可知MN所受的安培力方向水平向左，故BC正确，AD错误．故选BC.
10．BCD
【解析】
A．当粒子的速度为某一个值v1，刚好从C点离开磁场，圆心为A点，根据几何关系知半径为l，此时的速度最大
得
当粒子的速度最小时，轨迹刚好和磁场的边界相切，半径R2，由几何关系
解得
由
得
所以速率在范围内的粒子会从AC边离开磁场，故A错误；
B．从C点离开磁场的粒子在磁场中的运动的圆弧最小，时间最短
故B正确；
C．当轨迹和AC边相切时，粒子从AB边离开磁场的位移最大
故C正确；
D．当速率时，粒子都会从BC边离开磁场，故D正确；
故选BCD。
11．BIL；
BIL；
BIL；
0
【解析】
当导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，平行时受安培力为零，则从左到右，导体棒所受安培力的大小分别为：BIL、BIL、BIL、0.
【点睛】
此题关键是搞清四个导体棒的放置方式，知道导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，最大值为BIL，平行时受安培力为零.
12．S极
正极
【解析】
[1]小磁针静止时，N极所指的方向为该位置磁场的方向，小磁针N极向右，则由磁感线的特点可知，螺线管c端为S极；
[2]由安培定则可得电流由a端流入螺线管再回到b端，故电源a端为电源的正极。
13．(1)；(2)
【解析】
(1)当滑片调节到正中央时，两极板间的电压为
则根据动能定理有
所以粒子从小孔F射出的速度为
(2)粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系得圆周半径
又根据
得
再设两极板之间的电压为U′，根据动能定理有
联立解得
14．（1）（2）或（3）或
【解析】
（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，粒子在匀强磁场中运动时间为t1，
则，即，，
（2）设粒子自N点水平飞出磁场，出磁场后应做匀速运动至OM，设匀速运动的距离为x，匀速运动的时间为t2，由几何关系知：
，，
过MO后粒子做类平抛运动，设运动的时间为t3，则：
又：，
则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间
联立解得：或
（3）由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM，其飞出磁场的位置均应在ON的连线上，故磁场范围的最小面积是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积．扇形的面积
的面积为：
又?
联立解得或．
15．（1）0.15
m；（2）0.02T；（2）
【解析】
(1)粒子在电场中沿x轴正方向的分运动是匀速直线运动，沿y轴正方向的分运动是匀变速直线运动，沿y轴方向根据匀变速直线运动的规律可得
v0sinθ=at
根据牛顿第二定律可得
qE＝ma
沿x轴正方向
OP=v0cosθ?t
联立可得
OQ=0.15m
(2)
粒子在磁场中作半径为r的匀速圆周运动，其轨迹如图所示，
根据几何关系由
解得
r=0.05m
洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
B=0.02T
(3)根据粒子运动轨迹和几何关系可知，以弦QD为边长L的△QRD是磁场区域面积最小的等边三角形，如图所示由几何知识得
所以最小面积为
16．（1）2.0A；（2）0.4N；（3）0.1N
【解析】
（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
（2）导体棒受到的安培力大小：
F=BIL=0.5×2×0.4=0.4N
根据左手定则，方向平行斜面向上；
（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力
F1=mgsin37?=0.3N，
由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f；
根据共点力平衡条件，有：
mgsin37?+f=F
解得：f=0.1N
磁场
单元检测试题（解析版)
1．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场分布在半径为R的圆内，CD是圆的直径，质量m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止经电场加速后，沿着与直径CD平行且相距的直线从A点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是，则加速电场的电压是（
）
A．
B．
C．
D．
2．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是（
）
A．安培和法拉第
B．法拉第和楞次
C．奥斯特和安培
D．奥斯特和法拉第
3．如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度，天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈下端在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有电流I（方向如图）时，发现天平的右端低左端高，下列哪些调节方案可以使天平水平平衡（
）
A．仅增大线框的宽度l
B．仅减小电流大小
C．仅减轻左盘砝码的质量
D．仅增加线圈的匝数
4．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．粒子在b点速率大于在a点速率
C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出
D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
5．用长导线以如图（甲）所示方式缠绕螺线管，当电流为I时，测得螺线管内轴线中点A的磁感应强度大小为B。若将导线对折缠绕螺线管，两种绕法螺线管上的线圈匝数相同，如图（乙）所示，通过相同电流I时，则在螺线管内A点的磁感应强度大小为（ ）
A．0
B．0.5B
C．B
D．2B
6．如图所示，两根垂直纸面放置的直导线，通有大小相同、方向相反的电流。O为两导线连线的中点，P、Q是两导线连线中垂线上的两点，且OP=OQ。以下说法正确的是（ ）
A．O点的磁感应强度为零
B．P、Q两点的磁感应强度方向相同
C．若在P点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为P→O
D．若在Q点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，其受力方向为Q→O
7．如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的2倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为F2。则导线框中的电流大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，完全相同的甲、乙两个环形电流同轴平行放置，甲的圆心为O1，乙的圆心为O2，在两环圆心的连线上有a、b、c三点，其中aO1＝O1b＝bO2＝O2c，此时a点的磁感应强度大小为B1，b点的磁感应强度大小为B2．当把环形电流乙撤去后，c点的磁感应强度大小为
A．
B．
C．
D．
9．如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(
?)
A．感应电流方向是M→N
B．感应电流方向是N→M
C．安培力水平向左
D．安培力水平向右
10．如图所示，在一个等腰直角三角形区域
ABC
内，存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度为
B
的有界匀强磁场（边界上有磁场），AC
=
BC
=l，
C
90
。质量为
m、电荷量为+q
的大量相同粒子以不同速率从
AB
边上距
A
点为
l
的
D
点既垂直于边界
AB
又垂直于磁场方向射入匀强磁场，不计粒子间的相互作用力及粒子重力，则以下结论正确的是（
）
A．速率在范围内的粒子会从AC边离开磁场
B．从AC边离开磁场的粒子在磁场中最短的运动时间为tmin=
C．从
AB
边离开磁场的粒子在磁场中运动的最大位移为
2（1）l
D．速率v
的粒子都会从
BC
边离开磁场
11．如图所示，已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为L，磁场磁感应强度为B，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小．
F=________
F=_________
F=________
F=________
12．通电螺线管相当于一个条形磁体。在一通电螺线管的d端附近放置的小磁针。静止时N极的指向如图所示。则螺线管的c端相当于_________（填“N”或“S”）极。电源的a端为_________（填“正”或“负”）极。
13．将电容器的极板水平放置分别连接在如图所示的电路上，改变滑动变阻器滑片的位置可调整电容器两极板间电压。极板下方三角形ABC区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，其中∠B=、∠C=，底边AB平行于极板，长度为L，磁感应强度大小为B。一粒子源O位于平行板电容器中间位置，可产生无初速度、电荷量为+q的粒子，在粒子源正下方的极板上开一小孔F，OFC在同一直线上且垂直于极板。已知电源电动势为E，内阻忽略不计，滑动变阻器电阻最大值为R，粒子重力不计，求：
(1)当滑动变阻器滑片调节到正中央时，粒子从小孔F射出的速度；
(2)调整两极板间电压，使粒子从三角形直角边射出且距离C点最远，两极板间所加电压应是多少？
14．如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，O点处在磁场的边界上．现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以不同的速度（0≤v≤）垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左．不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）粒子在磁场中的运动时间．
（2）速度最大的粒子从O开始射入磁场至返回水平线POQ所用时间．
（3）磁场区域的最小面积．
15．如图所示，在xOy平面的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度的大小E＝100V/m，第一象限某区域内存在着一个边界为等边三角形的匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面向外。一比荷＝107
C/kg的带正电粒子从x轴上的P点射入电场，速度大小v0＝2×104
m/s，与x轴的夹角θ＝60°。该粒子经电场偏转后，由y轴上的Q点以垂直于y轴的方向进入磁场区域，经磁场偏转射出，后来恰好通过坐标原点O，且与x轴负方向的夹角α＝60°，不计粒子重力。求：
(1)OQ的长度？
(2)磁场的磁感应强度大小；
(3)等边三角形磁场区域的最小面积？
16．如图，两平行金属导轨间的距离
L=0.4
m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在空间内，分布着磁感应强度
B=0.5
T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势
E=6.0
V、内阻
r=0.5Ω的直流电源．现把一个质量
m=0.05
kg
的导体棒
ab垂直放在金属导轨上，导体棒静止．导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻
R=2.5
Ω，金属导轨电阻不计，g取
10
m/s2．已知
sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）通过导体棒的电流大小；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力大小．
参考答案
1．B
【解析】
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期是；
?
粒子在磁场中运动的时间是
如图所示，粒子从A点进入磁场后，从E点射出．O为磁场圆的圆心，设∠AOC=α
则sinα=，则
α=45°
粒子做圆周运动的圆心是O1点，设半径O1A=r，O1A⊥CD，∠COO1=45°．
由图可知
r=R
粒子做圆周运动
加速过程满足
解得加速电压
故选B。
2．D
【解析】
试题分析：首先发现电流磁效应的科学家是奥斯特；发现电磁感应现象的科学家是法拉第，故选项D符合题意．
【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
3．B
【解析】
天平是等臂杠杆，当线圈中通有电流I时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下；天平的右端低左端高，说明安培力偏大，要使天平水平平衡，必须减小安培力，根据F=NBIL可知，即减小右端线框的匝数、电流、线框短边的长度；或者增加左盘中砝码的质量。
故选B。
4．C
【解析】
由左手定则确粒子的电性，由洛伦兹力的特点确定粒子在b、a两点的速率，根据确定粒子运动半径和运动时间。
由题可知，粒子向下偏转，根据左手定则，所以粒子应带负电，故A错误；由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；若仅减小磁感应强度，由公式得：，所以磁感应强度减小，半径增大，所以粒子有可能从b点右侧射出，故C正确，若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，在磁场中运动的偏转角增大，则粒子在磁场中运动时间一定变长，故D错误。
5．A
【解析】
在图乙中，由于两根导线中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消，所以在乙中螺线管内中部的磁感应强度大小为零，故BCD错误，A正确。
故选A。
6．B
【解析】
A．根据安培定则可知，导线a在O点的磁感应强度方向竖直向下，导线b在O点的磁感应强度方向也是竖直向下，故O点的磁感应强度不为零，选项A错误；
B．导线a在P点的磁感应强度方向斜向右下方，导线b在P点的磁感应强度方向斜向左下方，两者合成后，P点的合磁感应强度方向竖直向下，同理Q点的磁感应强度方向也是竖直向下的，故两点磁感应强度方向相同，选项B正确；
C．P点的合磁感应强度方向竖直向下，若在P点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则可判断其受力方向水平向左，选项C错误；
D．Q点的合磁感应强度方向竖直向下，若在Q点放置一条电流方向垂直纸面向里的通电导线，根据左手定则可判断其受力方向水平向左，选项D错误。
故选B。
7．D
【解析】
当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有：
当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有：
联立可得
故D正确，ABC错误；
故选D。
8．A
【解析】
对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故c点的磁场方向也是向左的．设ao1=o1b=bo2=o2c=r，设单个环形电流在距离中点r位置的磁感应强度为B1r，在距离中点3r位置的磁感应强度为B3r，故：a点磁感应强度：B1=B1r+B3r；b点磁感应强度：B2=B1r+B1r；当撤去环形电流乙后，c点磁感应强度：Bc=B3r=B1-B2，故选A．
9．BC
【解析】
根据右手定则判断可知：导体棒MN中感应电流方向N→M，根据左手定则判断可知MN所受的安培力方向水平向左，故BC正确，AD错误．故选BC.
10．BCD
【解析】
A．当粒子的速度为某一个值v1，刚好从C点离开磁场，圆心为A点，根据几何关系知半径为l，此时的速度最大
得
当粒子的速度最小时，轨迹刚好和磁场的边界相切，半径R2，由几何关系
解得
由
得
所以速率在范围内的粒子会从AC边离开磁场，故A错误；
B．从C点离开磁场的粒子在磁场中的运动的圆弧最小，时间最短
故B正确；
C．当轨迹和AC边相切时，粒子从AB边离开磁场的位移最大
故C正确；
D．当速率时，粒子都会从BC边离开磁场，故D正确；
故选BCD。
11．BIL；
BIL；
BIL；
0
【解析】
当导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，平行时受安培力为零，则从左到右，导体棒所受安培力的大小分别为：BIL、BIL、BIL、0.
【点睛】
此题关键是搞清四个导体棒的放置方式，知道导体棒与磁场垂直时受的安培力最大，最大值为BIL，平行时受安培力为零.
12．S极
正极
【解析】
[1]小磁针静止时，N极所指的方向为该位置磁场的方向，小磁针N极向右，则由磁感线的特点可知，螺线管c端为S极；
[2]由安培定则可得电流由a端流入螺线管再回到b端，故电源a端为电源的正极。
13．(1)；(2)
【解析】
(1)当滑片调节到正中央时，两极板间的电压为
则根据动能定理有
所以粒子从小孔F射出的速度为
(2)粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系得圆周半径
又根据
得
再设两极板之间的电压为U′，根据动能定理有
联立解得
14．（1）（2）或（3）或
【解析】
（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，粒子在匀强磁场中运动时间为t1，
则，即，，
（2）设粒子自N点水平飞出磁场，出磁场后应做匀速运动至OM，设匀速运动的距离为x，匀速运动的时间为t2，由几何关系知：
，，
过MO后粒子做类平抛运动，设运动的时间为t3，则：
又：，
则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间
联立解得：或
（3）由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM，其飞出磁场的位置均应在ON的连线上，故磁场范围的最小面积是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积．扇形的面积
的面积为：
又?
联立解得或．
15．（1）0.15
m；（2）0.02T；（2）
【解析】
(1)粒子在电场中沿x轴正方向的分运动是匀速直线运动，沿y轴正方向的分运动是匀变速直线运动，沿y轴方向根据匀变速直线运动的规律可得
v0sinθ=at
根据牛顿第二定律可得
qE＝ma
沿x轴正方向
OP=v0cosθ?t
联立可得
OQ=0.15m
(2)
粒子在磁场中作半径为r的匀速圆周运动，其轨迹如图所示，
根据几何关系由
解得
r=0.05m
洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
B=0.02T
(3)根据粒子运动轨迹和几何关系可知，以弦QD为边长L的△QRD是磁场区域面积最小的等边三角形，如图所示由几何知识得
所以最小面积为
16．（1）2.0A；（2）0.4N；（3）0.1N
【解析】
（1）导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
（2）导体棒受到的安培力大小：
F=BIL=0.5×2×0.4=0.4N
根据左手定则，方向平行斜面向上；
（3）导体棒所受重力沿斜面向下的分力
F1=mgsin37?=0.3N，
由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力f；
根据共点力平衡条件，有：
mgsin37?+f=F
解得：f=0.1N