2020--2021教科版物理选修3—1第三章 磁场Word练习（附答案）

2020--2021教科版物理选修3—1第三章
磁场Word练习（附答案）
教科版选修3--1第三章
磁场
1、如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小、方向是(　　)
A．tan
θ，竖直向上
B．tan
θ，竖直向下
C．sin
θ，平行悬线向下
D．sin
θ，平行悬线向上
2、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是(　　)
A．奥斯特　　　
B．爱因斯坦
C．牛顿
D．伽利略
3、如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，线圈内通入如图方向的电流后，线圈(　　)
A．向左运动　　　
B．向右运动
C．静止不动
D．无法确定
4、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为(　　)
A．2B
B．3B
C．B
D．3B
5、带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动．如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是(　　)
A．油滴必带正电荷，电荷量为
B．油滴必带负电荷，比荷＝
C．油滴必带正电荷，电荷量为
D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝
6、(双选)如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60°，下列说法正确的是(　　)
A．电子在磁场中运动的时间为
B．电子在磁场中运动的时间为
C．磁场区域的圆心坐标为
D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－2L)
7、如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数(　　)
A．不变　　　　
B．逐渐减小
C．先减小后增大
D．先增大后减小
8、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流，沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是(　　)
A．a端转向纸里，b端转向纸外
B．在纸面内逆时针转动
C．a端转向纸外，b端转向纸里
D．在纸面内顺时针转动
9、物理学中有许多物理量的定义，可用公式来表示，不同的概念定义的方法不一样，下列四个物理量中，定义法与其他物理量不同的一组是(　　)
A．电场强度E＝　　
B．导体的电阻R＝
C．电容C＝
D．磁感应强度B＝
10、质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(　　)
A．M带负电，N带正电
B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M的运行时间大于N的运行时间
11、两个质量和电荷量均相同的带电粒子a、b分别以速度v和2v垂直射入一匀强磁场，其轨道半径分别为ra和rb，运动的周期分别为Ta和Tb，不计粒子重力，则(　　)
A．ra＞rb　　　　
B．ra＜rb
C．Ta＞Tb
D．Ta＜Tb
12、正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)磁场是看不见、摸不着的一种物质．
(
)
(2)磁感线既可以表示磁场的强弱，也可以表示磁场的方向．
(
)
(3)电流周围各点的磁感应强度的大小与电流大小和离电流的远近有关．
(
)
(4)丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．
(
)
(5)地球是一个大磁体，存在的磁场叫地磁场．地球的地理两极与地磁两极重合．
(
)
13、在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．
(1)　　　　(2)　　　　(3)　　　　(4)
2020--2021教科版物理选修3—1第三章
磁场练习（附答案）
教科版选修3--1第三章
磁场
1、如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小、方向是(　　)
A．tan
θ，竖直向上
B．tan
θ，竖直向下
C．sin
θ，平行悬线向下
D．sin
θ，平行悬线向上
D　[要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为Fmin＝mgsin
θ，即IlBmin＝mgsin
θ，得Bmin＝sin
θ，方向应平行于悬线向上．故D项正确．]
2、把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是(　　)
A．奥斯特　　　
B．爱因斯坦
C．牛顿
D．伽利略
A　[奥斯特发现了电流的磁效应，即把一根长直导线平行地放在磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，故A正确．]
3、如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，线圈内通入如图方向的电流后，线圈(　　)
A．向左运动　　　
B．向右运动
C．静止不动
D．无法确定
A　[解法一　等效法．把通电线圈等效成条形磁铁．
由安培定则可知，线圈等效成条形磁铁后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相互吸引，线圈向左运动．
解法二　电流元法．如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．]
4、三根完全相同的长直导线互相平行，通以大小和方向都相同的电流．它们的截面处于一个正方形abcd的三个顶点a、b、c处，如图所示．已知每根通电长直导线在其周围产生的磁感应强度与距该导线的距离成反比，通电导线b在d处产生的磁场其磁感应强度大小为B，则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为(　　)
A．2B
B．3B
C．B
D．3B
B　[设正方形边长为l，则导线b在d处形成的磁场磁感应强度大小B＝；ac两根导线在d处形成的磁场磁感应强度大小均为：Ba＝Bc＝＝B；则三根通电导线产生的磁场在d处的总磁感应强度大小为B总＝Ba＋B＝3B.]
5、带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动．如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是(　　)
A．油滴必带正电荷，电荷量为
B．油滴必带负电荷，比荷＝
C．油滴必带正电荷，电荷量为
D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝
C　[由平衡条件知qv0B＝mgq＝，由洛伦兹力的方向可判定油滴带正电荷，C项正确．
]
6、(双选)如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60°，下列说法正确的是(　　)
A．电子在磁场中运动的时间为
B．电子在磁场中运动的时间为
C．磁场区域的圆心坐标为
D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－2L)
BC　[设电子的轨迹半径为R，由几何知识，Rsin
30°＝R－L，得R＝2L，
电子在磁场中运动时间t＝，而T＝得：t＝，A错误，B正确；设磁场区域的圆心坐标为(x，y)，其中x＝Rcos
30°＝L，y＝，所以磁场圆心坐标为，故C正确；因为R＝2L，所以电子的圆周运动的圆心坐标为(0，－L)，故D错误．]
7、如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计自左向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数(　　)
A．不变　　　　
B．逐渐减小
C．先减小后增大
D．先增大后减小
C　[磁体上磁极的磁性最强，对铁球的吸引力最大，所以铁球自左向右逐渐移动时，所受磁体的引力先减小后增大，弹簧测力计的示数也随之先减小后增大．]
8、如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流，沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是(　　)
A．a端转向纸里，b端转向纸外
B．在纸面内逆时针转动
C．a端转向纸外，b端转向纸里
D．在纸面内顺时针转动
A　[导线M和N的磁感线都是同心圆，因此对ab上半段，M导线的磁感线指向右下，可以用左手定则判断a端受到向里的力，N导线的磁感线指向右上，也使a端受向里的力；同理也可以分析出b端受向外的力，从而使得a端转向纸里，b端转向纸外，故A正确；B、C、D错误．]
9、物理学中有许多物理量的定义，可用公式来表示，不同的概念定义的方法不一样，下列四个物理量中，定义法与其他物理量不同的一组是(　　)
A．电场强度E＝　　
B．导体的电阻R＝
C．电容C＝
D．磁感应强度B＝
B　[R＝ρ是电阻定律，电阻的决定式，其它三个式子都是各量的定义式，故本题选B.]
10、质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(　　)
A．M带负电，N带正电
B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M的运行时间大于N的运行时间
A　[根据左手定则可知N带正电，M带负电，选项A正确；由qvB＝m得r＝，由题知m、q、B相同，且rNvN，选项B错误；由于洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力不会对M、N做功，选项C错误；又周期T＝＝，两个带电粒子在磁场中运动的周期相等，由图可知两个粒子在磁场中均偏转了半个周期，故在磁场中运动的时间相等，选项D错误．]
11、两个质量和电荷量均相同的带电粒子a、b分别以速度v和2v垂直射入一匀强磁场，其轨道半径分别为ra和rb，运动的周期分别为Ta和Tb，不计粒子重力，则(　　)
A．ra＞rb　　　　
B．ra＜rb
C．Ta＞Tb
D．Ta＜Tb
B　[由qvB＝m得r＝，ma＝mb，qa＝qb，两粒子进入同一磁场，但速度不同，故ra＜rb，A项错，B项正确；由T＝得T＝，故Ta＝Tb，C、D均错．]
12、正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)磁场是看不见、摸不着的一种物质．
(
)
(2)磁感线既可以表示磁场的强弱，也可以表示磁场的方向．
(
)
(3)电流周围各点的磁感应强度的大小与电流大小和离电流的远近有关．
(
)
(4)丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．
(
)
(5)地球是一个大磁体，存在的磁场叫地磁场．地球的地理两极与地磁两极重合．
(
)
【答案】（1）√
（2）√
（3）√
（4）√
（5）×
13、在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．
(1)　　　　(2)　　　　(3)　　　　(4)
解析：(1)因v⊥B，所以F＝qvB，方向与v垂直向左上方．
(2)v与B的夹角为30°，将v分解成垂直磁场的分量和平行磁场的分量，v⊥＝vsin
30°，F＝qvBsin
30°＝qvB.方向垂直纸面向里．
(3)由于v与B平行，所以不受洛伦兹力．
(4)v与B垂直，F＝qvB，方向与v垂直向左上方．
答案：(1)qvB　垂直v向左上方　(2)qvB　垂直纸面向里　
(3)不受洛伦兹力　(4)qvB　垂直v向左上方