1、单元测评(三)磁场(时间：90分钟满分：100分)第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分请将正确答案填在答题栏内)1(多选题)下列说法正确的是()A磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极B磁体与磁体之间的相互作用是通过磁场而发生的C地球的周围存在着磁场，但地磁的两极与地理的两极并不重合，其间有一个夹角，这就是磁偏角，磁偏角的数值在地球上不同地点是相同的D在地球表面各点磁场强弱相同解析：地磁场类似于条形磁铁的磁场，所以在地球表面赤道上的磁场最弱，选项D不正确；在地球上不同位置，磁偏角的数值是不同的，因此C不正确答案：AB2(多选题)如上图所示，直导线处
2、于足够大的磁场中，与磁感线成30角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采取的办法是()A增大电流IB增加直导线的长度C使导线在纸面内顺时针转30角D使导线在纸面内逆时针转60角解析：由安培力FBIL可知，选项A、B正确又因为在电流垂直磁场时，磁场力最大，故D项对，C项错答案：ABD3(多选题)关于电场和磁场，下列说法正确的是()A我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷去探测它的存在和强弱B电场线和磁感线是可以形象描述电、磁场强弱和方向的客观存在的曲线C磁感线和电场线一样都是闭合的曲线D磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，都是客观存在的物质解析：电场和
3、磁场都是客观存在的物质，电场线和磁感线都是假想的曲线，实际并不存在电场线和磁感线的最大区别在于：磁感线是闭合的，而电场线不是闭合的故正确答案为A、D.答案：AD4如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将()A逐渐增大B逐渐减小C始终为零D不为零，但保持不变解析：穿过圆的直径ab内侧的磁通量和穿过外侧的磁通量方向相反，由对称性可知两部分的磁通量大小相等，故整个圆中合磁通量为0.当ef竖直向上平移时，两部分的磁通量依然大小相等，一正一负，合磁通量始终为零答案：C5下列四图为电流产生磁场的分布
4、图，正确的分布图是() A BC D解析：由安培定则可以判断出直线电流产生的磁场方向，正确错误和为环形电流注意让弯曲的四指指向电流的方向，可判断出正确错误，故正确选项为C.答案：C6弹簧测力计下挂一条形磁铁，其中条形磁铁的N极一端位于未通电的螺线管正上端，如右图所示，下列说法正确的是()A若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将不变B若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大C若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小D若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将增大解析：答案：D7如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强
5、磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则()A电子在磁场中运动的时间td/vB电子在磁场中运动的时间th/vC洛伦兹力对电子做的功为BevhD电子在N处的速度大小也是v解析：洛伦兹力不做功，所以电子在N处速度大小也为v，D项正确、C项错，电子在磁场中的运动时间t，A、B项均错答案：D8如上图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了角磁场的磁感应强度大小为()A. B.C. D.解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动根据画轨迹、找圆心、定
6、半径思路分析注意两点，一是找圆心的两种方法(1)根据初末速度方向垂线的交点(2)根据已知速度方向的垂线和弦的垂直平分线交点二是根据洛伦兹力提供向心力和三角形边角关系，确定半径分析可得B选项正确答案：B9如上图所示，质量为m、带电荷量为q的微粒A以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是()A微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用B微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用C匀强电场的电场强度ED匀强磁场的磁感应强度B解析：因为微粒做匀速直线运动，所以微粒所受合力为零，受力分析如图所示，微粒在重力、电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态，可
7、知，qEmg，qvBmg，得电场强度E，磁感应强度B，因此A项正确答案：A10如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足()AB BBCB DB解析：粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与AC相切，则粒子运动的半径为r0acot 30.由r得，粒子要能从AC边射出，粒子运动的半径rr0，解得B，选项B正确答案：B11(多选题)如图所示，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂
8、直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上不计重力下列说法正确的有()Aa、b均带正电Ba在磁场中飞行的时间比b的短Ca在磁场中飞行的路程比b的短Da在P上的落点与O点的距离比b的近解析：离子要打在屏P上，离子只能沿顺时针方向偏转，根据左手定则判断，离子都带正电，A项正确；a和b是同种离子，因此它们的质量、电量相同，又因初速度大小也相同，故由qvBm可知它们做圆周运动的半径相同，作出运动轨迹，比较得a在磁场中运动的路程比b的长，C项错误；由t可知，a在磁场中运动的时间比b的长，B项错误；从图上可以看出，D项正确答案：AD12(多选题)如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有
9、一挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，在a、b两板间还存在着匀强电场E.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束，则下列判断正确的是()A这三束正离子的速度一定不相同B这三束正离子的比荷一定不相同Ca、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bD若这三束粒子改为带负电而其他条件不变则仍能从d孔射出解析：带电粒子在两板间中运动时，受电场力和洛伦兹力平衡，受洛伦兹力方向向上，故受电场力方向向下，因此电场强度方向向下，C项正确；由qvBqE，知三束离子的速度一定相同，A项错误；带电粒子在磁场
10、中运动时，由r，三束离子的半径不同，说明比荷一定不相同，B项正确；三束粒子变为负电，带电粒子受的电场力和洛伦兹力方向都与原来相反，故合力仍为零，故仍能从d孔射出，D项正确答案：BCD第卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(12分)匀强磁场(各点的磁感应强度大小、方向均不变的磁场)中长2 cm的通电导线垂直磁场方向，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为4103 N，问：(1)该处的磁感应强度B是多大？(2)若电流不变，导线长度减小到1 cm
11、，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？(3)若导线长不变，电流增大为5 A，则它受磁场力F和该处的磁感应强度B各是多少？解析：(1)根据磁感应强度的定义B T0.1 T(4分)(2)匀强磁场中该点的磁感应强度由磁场本身来决定，不因导线长度的改变而改变，因此，B0.1 T(2分)根据磁感应强度的定义B可得，导线长度减小到1 cm，则它受磁场力FBIL0.12102 N2103 N(2分)(3)匀强磁场中该点的磁感应强度也不因电流的改变而改变，因此，B0.1 T(2分)根据磁感应强度的定义B可得，电流增大为5 A，则它受磁场力FBIL0.152102 N102 N(2分)答案：(1)0.1
12、 T(2)2103 N0. 1 T(3)102 N 0.1 T14(12分)如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止求：(1)当B的方向垂直于导轨平面向上时B的大小；(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止？解析： 甲(1)杆受力如图甲所示由平衡条件可得Fmgsin (3分)即BI1Lmgsin B.(2分)乙(2)磁场竖直向上，杆受力如图乙所示，由平衡条件可得BI2Lmgtan (3分)I2(2分)再由B，得I2 (2分)答案：(1)
13、(2) 15(14分)如图所示，套在很长的绝缘直棒上的带正电的小球，其质量为m、带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E，磁感应强度为B，小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度 (设小球电荷量不变)解析：小球下滑的开始阶段受力情况如图甲所示，根据牛顿第二定律有：mgFNma，(2分) 甲 乙且FNF电F洛qEqvB，(2分)当v增大到使F洛F电，即v1时，摩擦力F0，则amg.(2分)当vv1时，小球受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律有：mgFNma，(2分)且FNF洛qE，F洛qvB，(2分)当v大到使摩擦力Fm
14、g时，a0，此时v达到最大值，即：mg(qvmBqE)，(2分)所以vm.(2分)答案：g16(14分)如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B2103 T；磁场右边是宽度L0.2 m、场强E40 V/m、方向向左的匀强电场一带电粒子电荷量q3.21019 C，质量m6.41027 kg，以v4104 m/s的速度沿OO垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出(不计重力)求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能Ek.解析：(1)轨迹如上图(4分)(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律，有qvBm(3分)R m0.4 m(3分)(3)EkEqLmv2403.210190.2 J6.41027(4104)2 J7.681018 J(4分)答案：(1)轨迹见解析图(2)0.4 m(3)7.681018 J