第三章：磁场同步练习（有答案）-2020-2021学年高二上学期物理粤教版选修3-1 Word版含答案

2020—2021学年（粤教版）物理选修3—1第三章：磁场有答案
粤教版选修3--1第三章 磁场
一、选择题。
1、(双选)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在图所示的几种情况中，可能出现的是(　　)
2、(多选)关于磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间相互作用的示意图，以下正确的是(　　)
A．磁体?磁场?磁体　 B．磁体?磁场?电流
C．电流?电场?电流 D．电流?磁场?电流
3、在磁感应强度为B0、方向向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中(　　)
A．b、d两点的磁感应强度相同
B．a、b两点的磁感应强度相等
C．c点的磁感应强度的值最小
D．b点的磁感应强度的值最大
4、如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内．当线圈通以图示方向的电流时线圈将(　　)
A．发生转动，同时靠近磁铁
B．发生转动，同时远离磁铁
C．不发生转动，只靠近磁铁
D．不发生转动，只远离磁铁
5、一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力(　　)
A．增大两倍　 B．增大一倍
C．减小一半 D．依然为零
6、如图所示，由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶3∶5，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，不计粒子重力，则(　　)
A．磁感应强度B1∶B2∶B3＝1∶3∶5
B．磁感应强度B1∶B2∶B3＝5∶3∶1
C．其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为25∶2
D．其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为27∶5
7、(多选)如图所示，左右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，一个质量为m、电荷量为q的微观粒子，沿图示方向以速度v0垂直射入磁场，粒子重力不计，欲使粒子不能从边界QQ′射出，粒子入射速度v0的最大值可能是(　　)
A．　　　　　　 B．
C． D．
8、如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是(　　)
A．a B．b C．c D．都有可能
9、如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120°，此时悬线的张力为F.若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是(　　)
A．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
B．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
C．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
D．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
10、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角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为(　　)
A．tan θ，竖直向上
B．tan θ，竖直向下
C．sin θ，平行于悬线向下
D．sin θ，平行于悬线向上
11、一个带正电荷的粒子(重力不计)，穿过图中相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使粒子向上偏转应采用的办法是(　　)
A．增大磁感应强度
B．增大粒子质量
C．减小粒子的入射速度
D．增大电场强度
12、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直于纸面向里．如下四个图中能正确表示两粒子运动轨迹的是(　　)
*13、如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线中均通有大小相等、方向向下的电流．已知长直导线在周围产生磁场的磁感应强度B＝，式中K是常数、I是导线中的电流、r为点到与导线的距离．一带正电小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点，关于该过程中小球对水平面的压力，下列说法中正确的是(　　)
A．先增大后减小　　 B．先减小后增大
C．一直在增大 D．一直在减小
*14、(双选)用回旋加速器加速质子时，所加交变电压的频率为f，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪种方法 (　　)
A．将其磁感应强度增大为原来的2倍
B．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍
C．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍
D．将交变电压的频率增大为原来的4倍
二、非选择题。
15、如图所示，两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角，两轨道间距为L，一金属棒垂直两轨道水平放置．金属棒质量为m，电阻为R，轨道上端的电源电动势为E，内阻为r.为使金属棒能静止在轨道上，可加一方向竖直向上的匀强磁场，则该磁场的磁感应强度B应是多大？
16、如图所示，为一回旋加速器的示意图，其核心部分为处于匀速磁场中的D形盒，两D形盒之间接交流电源，并留有窄缝，离子在窄缝间的运动时间忽略不计．已知D形盒的半径为R，在D1部分的中央A放有离子源，离子带正电，质量为m、电荷量为q，初速度不计．若磁感应强度的大小为B，每次加速时的电压为U.忽略离子的重力等因素．求：
(1)加在D形盒间交流电源的周期T.
(2)离子在第3次通过窄缝后的运动半径r3.
(3)离子加速后可获得的最大动能Ekm.
2020—2021学年（粤教版）物理选修3—1第三章：磁场有答案
粤教版选修3--1第三章 磁场
一、选择题。
1、(双选)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在图所示的几种情况中，可能出现的是(　　)
【答案】AD　
2、(多选)关于磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间相互作用的示意图，以下正确的是(　　)
A．磁体?磁场?磁体　 B．磁体?磁场?电流
C．电流?电场?电流 D．电流?磁场?电流
【答案】ABD　
3、在磁感应强度为B0、方向向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中(　　)
A．b、d两点的磁感应强度相同
B．a、b两点的磁感应强度相等
C．c点的磁感应强度的值最小
D．b点的磁感应强度的值最大
【答案】C　
4、如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内．当线圈通以图示方向的电流时线圈将(　　)
A．发生转动，同时靠近磁铁
B．发生转动，同时远离磁铁
C．不发生转动，只靠近磁铁
D．不发生转动，只远离磁铁
【答案】A　
5、一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力(　　)
A．增大两倍　 B．增大一倍
C．减小一半 D．依然为零
【答案】D　
6、如图所示，由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶3∶5，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，不计粒子重力，则(　　)
A．磁感应强度B1∶B2∶B3＝1∶3∶5
B．磁感应强度B1∶B2∶B3＝5∶3∶1
C．其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为25∶2
D．其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为27∶5
【答案】C　
7、(多选)如图所示，左右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，一个质量为m、电荷量为q的微观粒子，沿图示方向以速度v0垂直射入磁场，粒子重力不计，欲使粒子不能从边界QQ′射出，粒子入射速度v0的最大值可能是(　　)
A．　　　　　　 B．
C． D．
【答案】BC　
8、如图所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根可能是(　　)
A．a B．b C．c D．都有可能
【答案】A　
9、如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120°，此时悬线的张力为F.若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是(　　)
A．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
B．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
C．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
D．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
【答案】A　
10、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角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为(　　)
A．tan θ，竖直向上
B．tan θ，竖直向下
C．sin θ，平行于悬线向下
D．sin θ，平行于悬线向上
【答案】D　
11、一个带正电荷的粒子(重力不计)，穿过图中相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使粒子向上偏转应采用的办法是(　　)
A．增大磁感应强度
B．增大粒子质量
C．减小粒子的入射速度
D．增大电场强度
【答案】A　
12、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直于纸面向里．如下四个图中能正确表示两粒子运动轨迹的是(　　)
【答案】A　
*13、如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线中均通有大小相等、方向向下的电流．已知长直导线在周围产生磁场的磁感应强度B＝，式中K是常数、I是导线中的电流、r为点到与导线的距离．一带正电小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点，关于该过程中小球对水平面的压力，下列说法中正确的是(　　)
A．先增大后减小　　 B．先减小后增大
C．一直在增大 D．一直在减小
【答案】D　
*14、(双选)用回旋加速器加速质子时，所加交变电压的频率为f，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪种方法 (　　)
A．将其磁感应强度增大为原来的2倍
B．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍
C．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍
D．将交变电压的频率增大为原来的4倍
【答案】AB　
二、非选择题。
15、如图所示，两光滑的平行金属轨道与水平面成θ角，两轨道间距为L，一金属棒垂直两轨道水平放置．金属棒质量为m，电阻为R，轨道上端的电源电动势为E，内阻为r.为使金属棒能静止在轨道上，可加一方向竖直向上的匀强磁场，则该磁场的磁感应强度B应是多大？
[解析]　导体棒受力分析如图所示
则I＝ ①
F安＝BIL ②
F安＝mg tan θ ③
由①②③解得
B＝.
[答案]　
16、如图所示，为一回旋加速器的示意图，其核心部分为处于匀速磁场中的D形盒，两D形盒之间接交流电源，并留有窄缝，离子在窄缝间的运动时间忽略不计．已知D形盒的半径为R，在D1部分的中央A放有离子源，离子带正电，质量为m、电荷量为q，初速度不计．若磁感应强度的大小为B，每次加速时的电压为U.忽略离子的重力等因素．求：
(1)加在D形盒间交流电源的周期T.
(2)离子在第3次通过窄缝后的运动半径r3.
(3)离子加速后可获得的最大动能Ekm.
[解析]　(1)加在D形盒间交流电源的周期T等于粒子在磁场中的运行周期．
在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有：qvB＝. ①
T＝. ②
联立①②可得：T＝.
(2)设第3次通过窄缝后粒子的速度为v3，则有：
3qU＝mv. ③
在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有：qv3B＝,r3). ④
联立③④可得：r3＝.
(3)设粒子的最大速度为vm，对应着粒子的最大运动半径即R，则有：
qvmB＝,R). ⑤
Ekm＝mv. ⑥
联立⑤⑥可得：Ekm＝.
[答案]　(1)　(2)　(3)