1、单元评估检测(十)第十一章(60分钟 100分) 一、选择题(本大题共12小题,每小题6分,共72分。每小题至少一个答案正确,选不全得4分)1.关于电场和磁场的概念,以下说法正确的是()A.电荷放入电场中某区域内的任意位置,电荷受到的电场力都相同,则该区域内的电场一定是匀强电场B.放入电场中某位置的电荷受到的电场力不为零,则该位置的电场强度一定不为零C.一小段长为L的通有电流I的导体,在磁场中受到的安培力为F,则该磁场的磁感应强度B一定为D.一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零,则该位置的磁感应强度一定为零2.(2013桂林模拟)如图所示,一弓形线圈通以逆时针电流,在其圆弧的圆心处垂直
2、于纸面放一直导线,当直导线通有指向纸内的电流时,线圈将()A.a端向纸内、b端向纸外转动,且靠近导线B.a端向纸内、b端向纸外转动,且远离导线C.b端向纸内、a端向纸外转动,且靠近导线D.b端向纸内、a端向纸外转动,且远离导线3.(2013柳州模拟)处于纸面内的一段直导线长L=1m,通有I=1A的恒定电流,方向如图所示。将导线放在匀强磁场中,它受到垂直于纸面向外的大小为F=1N的磁场力作用。据此()A.能确定磁感应强度的大小和方向B.能确定磁感应强度的方向,不能确定它的大小C.能确定磁感应强度的大小,不能确定它的方向D.磁感应强度的大小和方向都不能确定4.(2013梧州模拟)通电矩形线框abc
3、d与长直通电导线MN在同一平面内,如图所示,ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是()A.线框有两条边所受的安培力方向相同B.线框有两条边所受的安培力大小相等C.线框所受的安培力的合力方向向左D.线框所受的安培力的合力为零5.半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中,并从B点射出。AOB=120,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为()A.B.C.D.6.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的
4、是()A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量7.(2013鞍山模拟)如图所示,光滑绝缘轨道ABP竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里。一带电小球从轨道上的A点静止滑下,经P点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动。则可以断定()A.小球带负电B.小球带正电C.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏D.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏8.(2013杭州模拟)空间存在一匀强磁场B,其方向垂直纸面向里,另有一个点电荷+Q的电场,如图所示,一带
5、正电粒子q以初速度v0从某处垂直电场、磁场射入,初位置到点电荷的距离为r,则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能为()A.以+Q为圆心,r为半径的纸面内的圆周B.沿初速度v0方向的直线C.开始阶段在纸面内向左偏的曲线D.开始阶段在纸面内向右偏的曲线9.如图所示,在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与x轴成30角斜向上射入磁场,且在上方运动半径为R。则()A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12C.粒子完成一次周期性运动的时间为D.粒子第二次射入x轴上方磁场时,沿x轴前
6、进3R10.(2013青岛模拟)如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,有两根竖直放置的平行导轨AB、CD。导轨上放有质量为m的金属棒MN,棒与导轨间的动摩擦因数为。现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为恒量。若金属棒与导轨始终垂直,则在下列图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中,正确的是()11.如图所示,表面粗糙的足够长斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑,在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()A.滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关
7、C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上D.B很大时,滑块可能静止于斜面上12.(2013厦门模拟)如图,竖直放置的平行板电容器,A板接电源正极,B板接电源负极,在电容器中加一与电场方向垂直、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入,射入的速度大小、方向各不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板A、B间运动过程中()A.所有微粒的动能都将增加B.所有微粒的机械能都将不变C.有的微粒可以做匀速圆周运动D.有的微粒可能做匀速直线运动二、计算题(本大题共2小题,共28分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(2013泰州模拟)(10分)如图所示,在倾角为37的光滑
8、斜面上有一根长为0.4m,质量为610-2kg的通电直导线,电流强度I=1A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中。设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g取10m/s2)14.(2011安徽高考)(18分)如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出。(1)求电场强度的大小和方向。(2)若仅撤去磁场
9、,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。答案解析1.【解析】选A、B。由F=Eq可知,q在任意位置的F相同,E一定相同,故A正确;F不为零时,E一定不为零,故B正确;在磁场中,只有通电导体垂直于磁场时,磁感应强度B才等于,故C错误;当电流平行于磁场时,安培力也为零,故D错误。2.【解析】选A。开始时弓形通电线圈圆弧部分不受磁场力,直线部分上半部分受磁场力指向纸内,下半部分受磁场力指向纸外,导致线圈转动。当转到弓形线圈平面与直导线趋于平行时,由于直线电流的磁
10、场随着离开导线距离的增加而减弱,线圈直线部分所受安培力大于圆弧部分,因此线圈受直导线的吸引而靠近导线。故A项正确。3.【解析】选D。由B=可知水平向左的磁感应强度的分量为1T,无法确定沿电流方向的磁感应强度的分量,由矢量合成可知无法确定磁感应强度的大小和方向,故选D。4.【解析】选B。由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外,再由左手定则判断出bc边与ad边所受安培力大小相等,方向相反,B正确;ab边受到向右的安培力Fab,cd边受到向左的安培力Fcd,因ab处的磁场强,cd处的磁场弱,故FabFcd,线框所受合力向右,A、C、D错误。5.【解析】选D。如图所示,由AOB=
11、120可知,弧AB所对圆心角=60,设带电粒子做匀速圆周运动的半径为R。由几何知识知R=r,t=,故D正确。6.【解析】选A、D。离子在电场中得到能量,在磁场中转弯,转动半径越来越大,所以选项A、D正确,B、C错误。7.【解析】选B、D。带电小球进入场区沿水平方向做匀速直线运动,受力平衡,若小球带负电,所受电场力、重力、洛伦兹力均竖直向下,小球受力不平衡,故A错误;若小球带正电,所受电场力、洛伦兹力竖直向上,重力竖直向下,可以平衡,故B正确;若小球从B点静止滑下,进入场区速度减小,所受洛伦兹力减小,电场力和重力保持不变,故合外力竖直向下,小球将向下偏,故C错误,D正确。8.【解析】选A、C、D
12、。带电粒子q受到洛伦兹力和库仑力,如果Bv0q-=m,则粒子做以+Q为圆心,r为半径的纸面内的圆周运动,A正确;如果没有上述关系,但Bv0q,则粒子向左偏;若Bv0q,则粒子向右偏,C、D正确。因库仑力的方向和大小均改变,故粒子不可能沿初速度v0方向做直线运动,B错误。【变式备选】一圆柱形磁铁竖直放置,如图所示,在它的右侧上方有一带正电小球,现使小球获得一水平速度,小球若能在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.俯视观察,小球的运动方向可以是顺时针,也可以是逆时针B.俯视观察,小球的运动方向只能是顺时针C.俯视观察,小球的运动方向只能是逆时针D.不可能实现小球在平面内做匀速圆周运动
13、【解析】选B。小球所受的洛伦兹力与重力的合力提供向心力,洛伦兹力的方向斜向内上,由左手定则可判断小球的运动方向为顺时针,B正确。9.【解析】选B、D。由r=可知,粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12,所以B正确;粒子完成一次周期性运动的时间t=T1+T2=+=,所以C错误;粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进L=R+2R=3R,则粒子经偏转不能回到原点O,所以A错误,D正确。10.【解题指南】解答本题应把握以下三点:(1)金属棒先加速下滑、后减速下滑、最后静止不动。(2)棒先受滑动摩擦力、最后受静摩擦力作用。(3)根据摩擦力与棒重力的大小关系来判断。【解析】选C。当金属棒所受摩擦
14、力Ff=BIL=BLktmg时,棒沿导轨向下减速;在棒停止运动之前,所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff=BLkt;在棒停止运动之后,所受摩擦力为静摩擦力,大小为Ff=mg,故C正确。11.【解析】选C。滑块受重力、支持力、垂直于斜面向上的洛伦兹力和沿斜面向上的摩擦力四个力的作用。初始时刻洛伦兹力为0,滑块在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下运动,随着速度v的增大,洛伦兹力qvB增大,滑块受到的弹力减小,引起摩擦力减小,当qvB=mgcos时,滑块开始离开斜面。综上所述,选项C正确。12.【解析】选D。重力和电场力的合力方向与速度方向的夹角可能大于90,故合力可能做负功,A错误。由于电场力做功,故机
15、械能要发生变化,B错误。重力和电场力方向互相垂直,其作用效果不可能抵消,C错误。微粒所受重力、电场力、洛伦兹力的合力可能为零,故D正确。【总结提升】复合场中粒子重力是否考虑的三种情况(1)对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、金属块等一般应当考虑其重力。(2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的,这种情况按题目要求处理即可。(3)不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态,确定是否要考虑重力。13.【解析】斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示。由平衡条件得FTcos37
16、=F(2分)FTsin37=mg(2分)由解得:F=(1分)代入数值得:F=0.8N(1分)由F=BIL得:B=T=2 T。(2分)B与t的变化关系为B=0.4t。(1分)所以t=5s。(1分)答案：5s14.【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)粒子在复合场中做匀速直线运动时受力平衡。(2)在电场中粒子做类平抛运动,应用运动的合成与分解分析。(3)在磁场中粒子做匀速圆周运动,画轨迹、求半径、找角度。【解析】(1)设带电粒子质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E,可判断出粒子受到的洛伦兹力方向沿x轴负方向,由于粒子的重力不计且粒子受力平衡,故粒子受到的电场力和洛伦兹力大小相等,方向
17、相反,即电场强度沿x轴正方向,且qE=qvB(2分)R=vt0(2分)解得E=(1分)(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,在y轴方向做匀速直线运动,位移为y=v(1分)由式得y=,设在水平方向位移为x,因射出位置在半圆形区域边界上,于是x=,(2分)又因为粒子在水平方向上做匀加速直线运动,则x=a()2(2分)解得a=(2分)(3)射入磁场时入射速度v=4v,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,设轨道半径为r,由牛顿第二定律有qvB=m(1分)又有qE=qvB=ma(1分)由得r=(1分)带电粒子偏转情况如图,由几何知识sin=,sin=,=,(1分)则带电粒子在磁场中的运动时间t磁=t0(2分)答案：(1)沿x轴正方向(2)(3)t0关闭Word文档返回原板块
