1、高考资源网（） 您身边的高考专家章末综合测评(三)磁场磁场对电流和运动电荷的作用(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是()A带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动C带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同C当
2、带电粒子带负电时，在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相反，当带电粒子带正电时，受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，故A错误；由UAB知，若电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，则正电荷将从低电势处向高电势处运动，故B错误；根据左手定则，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向一定与速度的方向垂直，故C正确，D错误。所以选C。2如图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图。当圆盘高速绕中心轴OO顺时针转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A竖直向上B竖直向下C水平向里D水平向外C由于带负电的圆环顺时针方向旋转
3、，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖直向上。由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里。3如图所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用1和2表示穿过两环的磁通量，则有()A12 B12C12D无法判断B磁通量定义式中的S应理解为处于磁场中有效的面积，由于环1和环2处在磁场中的面积相同，所以穿过这两个圆环的磁通量是相等的，即12，故B选项正确。4一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点。棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流I，方向从M流向N，此时悬线上有拉力。为了使拉力等于零，可()A适当减小磁感应强度B使磁场反
4、向C适当增大电流D使电流反向C由左手定则知金属棒MN所受安培力竖直向上，与重力方向相反，F安BIL，则适当增大电流、适当增大磁感应强度或增大磁场范围可增大安培力，使悬线上的拉力等于零，故C正确。5每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将()A向东偏转 B向南偏转C向西偏转D向北偏转A地球的磁场在赤道上方由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力方向为向东，所以粒子将向东偏转，所以A
5、正确。6如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里，一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变()A粒子速度的大小 B粒子所带的电荷量C电场强度D磁感应强度B带电粒子在电场和磁场中做匀速直线运动，由平衡条件知qEqvB，可以看出，带电粒子在电场和磁场中运动时，电场强度、磁感应强度以及带电粒子速度的大小均能影响粒子的运动轨迹，而粒子所带的电荷量不影响运动轨迹，选项A、C、D不符合要求，选项B正确。7如图所示，三个相同的带负电的小球从同一高度开始自由下落，其中a直接落地，b下落过程中经过一个
6、水平方向的匀强电场区，c下落时经过一个水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场区。不计空气阻力，设它们落地速度大小分别为va、vb、vc，则()Avavbvc BvavbvcCvavbvcDvavcvbDa球下落过程中，只受重力，重力做正功，落地速度大小为va；b球下落过程中受重力和电场力作用，且重力和电场力都做正功，所以落地速度大小vbva；c球下落过程中受重力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，只有重力做功，所以落地速度大小vcva，故vavcvb，D正确。8如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于
7、这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是()Aa处的磁感应强度大小比c处的大Bb、c两处的磁感应强度大小相等Ca、c两处的磁感应强度方向相同Db处的磁感应强度为零AD根据通电直导线的磁场，利用右手螺旋定则，可知b处场强为零，再由两导线与三点的位置关系知a、c两处的场强叠加都是同向叠加但方向相反，选项A、D正确。9如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成角倾斜放置，导轨上放一个质量为m的金属导体棒。当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，如图所示的四个图分别加了不同方向的磁场，其中有可能平衡的是()ABCDACD四种情况的受力分别如图所示，A、C有可能平衡，
8、D中如果重力与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力，可以平衡，B中合外力不可能为零。10如图所示，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入磁场。在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出磁场。不计重力的影响，由这些信息可以确定的是()A能确定粒子通过y轴时的位置B能确定粒子速度的大小C能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D以上三个判断都不对ABC由题意可分析出粒子在磁场中做圆周运动的圆心为坐标原点O，所以粒子通过y轴的位置为yrx0；由r得：v；粒子在磁场
9、中运动时间为t，综上可知A、B、C正确。11用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法()A将其磁感应强度增大为原来的2倍B将其磁感应强度增大为原来的4倍C将D形金属盒的半径增大为原来的2倍D将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍AC在磁场中由牛顿第二定律得evBm，质子的最大动能Ekmmv2，解式得Ekm，要使质子的动能增加为原来的4倍，可以将磁感应强度增大为原来的2倍或将两D形金属盒的半径增大为原来的2倍，故B项错误，A、C正确。质子获得的最大动能与加速电压无关，故D项错误。12为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末
10、端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法正确的是()A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关C污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D污水流量Q与U成正比，与a、b无关BD由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向后表面偏，负离子向前表面偏，前表面的电势一定低于后表面的电势，流量Qvbc，其中
11、v为离子定向移动的速度，当前后表面电压一定时，离子不再偏转，受洛伦兹力和电场力达到平衡，即qvBq，得v，则流量Qbcc，故Q与U成正比，与a、b无关。二、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答)13(10分)质量为m，电量为q带正电荷的小物块从半径为R的光滑圆槽顶点由静止下滑，整个装置处于电场强度为E，磁感应强度为B的区域内如图所示，则小物块滑到底端时对轨道的压力为多少？解析小物块由静止滑到最低点由动能定理得：mgRqERmv2，在最低点由牛顿第二定律得：NmgqvBm，联立以上两式得：N3mg2qEqB。由牛顿第三定律，物块对轨道的压力NN3mg2qEqB。答案3mg2qEqB1
12、4(12分)如图所示，质量m1 kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37、宽度L1 m 的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中，电源的电动势E8 V、内阻r1 ，额定功率为8 W、额定电压为4 V的电动机M正常工作。sin 370.6，cos 370.8，重力加速度大小g10 m/s2。试求：(1)电动机中的电流IM与通过电源的电流I总；(2)导体棒受到的安培力大小及磁场的磁感应强度大小。解析(1)电动机正常工作PMUIM，IM2 A，I总4 A。(2)导体棒静止在导轨上，则受到的安培力Fmgsin 376 N，流过导体棒的电流II总IM2 A
13、，FILB，解得B3 T。答案(1)2 A4 A(2)6 N3 T15(14分)质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。已知M、N两板间的电压为U，粒子的重力不计。(1)正确画出粒子由静止开始至离开匀强磁场时的轨迹图(用直尺和圆规规范作图)；(2)求匀强磁场的磁感应强度B。解析(1)作粒子经电场和磁场中的轨迹图，如图所示。(2)设粒子在M、N两板间经电场加速后获得的速度为v，由动能定理得：qUmv2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：qvBm由几何关
14、系得：r2(rL)2d2联立式得：磁感应强度B。答案(1)见解析图(2)16(16分)如图所示，虚线MN左侧是水平正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B；MN右侧有竖直方向的匀强电场(如图中竖直线，方向未标出)和垂直于纸面的匀强磁强B(未知)。一质量为m、电荷量为q的点电荷，从MN左侧的场区沿与电场线成角斜向上的直线匀速运动，穿过MN上的A点进入右侧的场区，恰好在竖直面内做半径为r的匀速圆周运动，并穿过MN上的P点进入左侧场区。已知MN右侧的电场对MN左侧无影响，当地重力加速度为g，静电力常量为k。(1)判断电荷q的电性，并求出MN左侧匀强电场的
15、场强E1大小；(2)求B的大小和方向，右侧匀强电场E2的大小和方向；(3)求出电荷穿过P点刚进入左侧场区时加速度a的大小和方向。解析(1)点电荷在MN左侧场区匀速运动，受力如图所示，根据左手定则可知，q一定带正电。由根据平衡条件得：qvBcos mg，qvBsin qE1，解得：E1tan 。(2)点电荷在右侧区域内做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，由E2qmg，得E2，E2方向竖直向上。根据左手定则可知B方向垂直纸面向外，B大小满足qvBm，解之得B。(3)电荷进入左侧场区时，速度大小不变但方向变为沿左向上的方向，且与水平方向的夹角为，电荷受力及夹角关系如图所示。在水平方向上：qE1qvBsin ma1，解得a10。在竖直方向上：qvBcos mgma2，解得a22g。故a的大小为2g，方向竖直向下。答案(1)正电tan (2)，垂直纸面向外，竖直向上(3)2g，竖直向下- 10 - 版权所有高考资源网
