第三章 磁场 同步练习（word有答案）-2020-2021学年高二上学期物理教科版选修3-1

2020—2021学年（教科版）物理选修3—1第三章 磁场有答案
教科版选修3--1第三章 磁场
一、选择题。
1、如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹的锐角为45°.将一个金属圆环ab置于磁场中，圆环的圆心为O，半径为r，两条半径Oa和Ob相互垂直，且Oa沿水平方向．当圆环中通以电流I时，圆环受到的安培力大小为(　　)
A．BIr B．πBIr C．BIr D． 2BIr
2、(双选)如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是(　　)
3、(双选)质量为m的金属细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的A、B、C、D四个选项中，杆与导轨的摩擦力一定不为零的是(　　)
A　　　　B　　　　　C　　　　D
4、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度(　　)
A．等于4 T B．大于或等于4 T
C．小于或等于4 T D．上述说法都错误
5、如图所示的各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(　　)
A　　　　　B　　　　　　C　　　　D
6、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子(　　)
A．带正电
B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同
C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同
D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域
7、如图所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速度(　　)
A．变大 B．变小
C．不变 D．条件不足，无法判断
8、与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力的方向是(　　)
A． 跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直
B． 跟电流方向垂直，跟磁场方向平行
C． 跟电流方向平行，跟磁场方向垂直
D． 跟磁场方向相同
9、以下说法正确的是(　　)
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
10、关于通电导线所受安培力F的方向、磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是(　　)
A．F、B、I三者必须保持相互垂直
B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直
C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直
D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直
11、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
12、(双选)在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场．取坐标如图，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是(　　)
A．E和B都沿x轴方向
B．E沿y轴正向，B沿z轴正向
C．E沿z轴正向，B沿y轴正向
D．E、B都沿z轴方向
13、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况(　　)
A．在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷
B．在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷
C．在a、b表面都聚集正电荷
D．无法判断a、b表面聚集何种电荷
14、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
二、非选择题。
15、如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度．
16、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m，电压为10 V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0＝0.1 T，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1 m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B＝ T，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝，不计离子重力．求：
(1)离子速度v的大小；
(2)离子的比荷；
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.
2020—2021学年（教科版）物理选修3—1第三章 磁场有答案
教科版选修3--1第三章 磁场
一、选择题。
1、如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹的锐角为45°.将一个金属圆环ab置于磁场中，圆环的圆心为O，半径为r，两条半径Oa和Ob相互垂直，且Oa沿水平方向．当圆环中通以电流I时，圆环受到的安培力大小为(　　)
A．BIr B．πBIr C．BIr D． 2BIr
【答案】A
2、(双选)如图所示为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是(　　)
【答案】AD
3、(双选)质量为m的金属细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的A、B、C、D四个选项中，杆与导轨的摩擦力一定不为零的是(　　)
A　　　　B　　　　　C　　　　D
【答案】CD　
4、长10 cm的通电直导线，通过1 A的电流，在磁场强弱、方向都一样的空间(匀强磁场)中某处受到的磁场力为0.4 N，则该磁场的磁感应强度(　　)
A．等于4 T B．大于或等于4 T
C．小于或等于4 T D．上述说法都错误
【答案】B　
5、如图所示的各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(　　)
A　　　　　B　　　　　　C　　　　D
【答案】B　
6、薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域，高速带电粒子可穿过铝板一次，在两个区域内运动的轨迹如图所示，半径R1>R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变，则该粒子(　　)
A．带正电
B．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同
C．在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同
D．从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域
【答案】C　
7、如图所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速度(　　)
A．变大 B．变小
C．不变 D．条件不足，无法判断
【答案】B　
8、与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力的方向是(　　)
A． 跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直
B． 跟电流方向垂直，跟磁场方向平行
C． 跟电流方向平行，跟磁场方向垂直
D． 跟磁场方向相同
【答案】A
9、以下说法正确的是(　　)
A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的
B．电流与电流间的相互作用是通过电场产生的
C．磁极与电流间的相互作用是通过电场与磁场而共同产生的
D．磁场和电场是同一种物质
【答案】A　
10、关于通电导线所受安培力F的方向、磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是(　　)
A．F、B、I三者必须保持相互垂直
B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直
C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直
D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直
【答案】B　
11、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
【答案】B　
12、(双选)在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场．取坐标如图，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是(　　)
A．E和B都沿x轴方向
B．E沿y轴正向，B沿z轴正向
C．E沿z轴正向，B沿y轴正向
D．E、B都沿z轴方向
【答案】AB
13、截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况(　　)
A．在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷
B．在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷
C．在a、b表面都聚集正电荷
D．无法判断a、b表面聚集何种电荷
【答案】A　
14、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
【答案】D　
二、非选择题。
15、如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度．
【答案】g－　－
解析：小球受力分析如图所示，
根据牛顿第二定律得mg－μFN＝ma
FN－qE－qvB＝0
所以a＝
故v＝0时，a最大，amax＝g－.同样可知，a随v的增大而减小，当a减小到零时v达到最大，故
mg＝μ(qvmaxB＋qE)
得vmax＝－.
16、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05 m，电压为10 V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0＝0.1 T，方向与金属板平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1 m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B＝ T，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角θ＝，不计离子重力．求：
(1)离子速度v的大小；
(2)离子的比荷；
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t.
【答案】(1)2 000 m/s　(2)2×104 C/kg　(3)9×10－5 s
解析：(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力大小相等，即：
B0qv＝qE0
E0＝
解得v＝2 000 m/s.
(2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有：
Bqv＝m
由几何关系有：tan ＝
解得离子的比荷为：＝2×104 C/kg.
(3)弧CF对应圆心角为θ，离子在圆形磁场区域中运动时间t，
t＝·T
T＝
解得t＝×10－4 s≈9×10－5 s.