1、安徽淮南二中2017届高三一轮总复习物理选修3-1第三章磁场能力提升检测试卷第I卷 选择题一、选择题（每小题4分，共40分）。1、如图所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是( )A，垂直AC的连线指向左下方B，垂直AC的连线指向左下方C，平行于OC向右DBIL，平行于OC向左2、如图所示，比荷为e/m的电子从左侧垂直于界面、垂直于磁场的方向射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场区域，要从右侧面穿出这个磁场区域，电子的速度至少应为（ ）A
2、2Bed/m BBed/m CBed/(2m) DBed/m3、边长为L的正方形线圈A，通有逆时针方向的恒定电流I，用两根轻质绝缘细线静止地悬挂在水平长直导线MN的正下方h处，如图所示。当导线MN中无电流时，两细绳中张力均为T；当通过MN的电流为I1时，两细绳中张力均减为T （01）；而当通过MN的电流为 I 2时，细绳中张力恰好为零。已知长直通电导线周围磁场的磁感应强度B与到导线的距离r成反比（即B=，k为常数）。由此可知，MN中的电流方向和电流大小之比I1: I 2分别为( ) A向左，1+ B向右，1+ C向左，1- D向右，1-4、在正方形的四个顶点上分别固定有带电量绝对值均为Q的点电
3、荷，其带电性如图所示。正方形的对角线交点为O，在两条对角线上分别取点A、B、C、D且，不计电子重力，则（ ）A、C、D两点的电场强度相同，A、B两点的电场强度不同B、C、D两点电势相等，A、B两电势相等C、电子从C点沿直线运动到D点，电势能先增加后减小D、电子从O点沿直线运动到B点，电势能先增加后减小5、如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场，经时间从b点离开磁场之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经时间从a、b连线的中点c离开磁场，则为( )A23 B31 C32 D21MNabc126、如图所示，平行于y轴
4、的长为2R的导体棒以速度v向右做匀速运动，经过由两个半径均为R的半圆和中间一部分长为2R、宽为R的矩形组合而成的磁感应强度为B的匀强磁场区域。导体棒中的感应电动势E与导体棒的位置x关系的图象是（ ）7、如图所示，通电直导线ab质量为m、水平地放置在两根倾角为的光滑绝缘导体轨道上，通以图示方向的电流，电流强度为I两导轨间距为l，要使导线ab静止在导轨上，则关于所加匀强磁场大小、方向（从b向a看）的判断正确的是（）A磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为B磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为C磁场方向水平向右，磁感应强度大小为D磁场方向垂直斜面向上时，磁感应强度有最小值8、电子在匀强磁场中以某固定的正点
5、电荷为中心做顺时针方向的匀速圆周运动如图所示，磁场方向与电子运动平面垂直磁感应强度为 B，电子速率为 v，正电荷和电子的电量均为 e，电子的质量为m，圆周半径为r，则下列说法正确的是( )A如果 ，则磁场方向一定垂直纸面向里B如果，则电子的角速度= C如果，则电子不可能做匀速圆周运动D如果，则电子的角速度可能有两个值9、医生做某些特殊手术时，可用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示，由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会
6、有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零下列关于电磁血流计的说法正确的是（ ）Aa端电势高、b端电势低Ba端电势低、b端电势高C同一患者，电极a、b之间电势差越大，说明血流速度越大D不同患者，电极a、b之间电势差不同，血流速度一定不同10、如图所示，O点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为、电荷量为的带正电的粒子，它们的速度大小相等、速度方向均在平面内。在直线与之间存在垂直于平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，与轴正方向成角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动，下列说法正确的是（ ）
7、A.粒子的速度大小为B.粒子的速度大小为C.与轴正方向成角射出的粒子在磁场中运动的时间最长D.与轴正方向成角射出的粒子在磁场中运动的时间最长第II卷 非选择题二、填空题（每小题5分，共20分）11、如图所示的正方形的盒子开有a、b、c三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场，一束速率不同的电子从a孔沿垂直于磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有电子射出则（1）从b孔和c孔射出的电子的速率之比Vb：Vc为 ；（2）从b孔和c孔射出的电子在盒内运动时间之比 为 12、如图为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，他的右臂挂着矩形线圈，匝数n=9，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的
8、方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能时两臂再达到新的平衡，则：用已知量和可测量n、m、L、I计算B= 13、一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6102N，则该处的磁感应强度B的大小是 T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是 T14、一质子（H）及一粒子（He），同时垂直射入同一匀强磁场做匀速圆周运动（1）若两者以相同的速度进入磁场中，则质子与粒子的半径之比为 ；（2）若两者以相同的动能进入磁场中，则质子与粒子的周期之比为 ；（3）若两者由静
9、止经同一加速电场加速的，则质子与粒子的半径之比为 三、计算题（每小题10分，共40分）15、如图所示，质量为m的直导体杆ab水平放置在倾角为、间距为l的光滑平行导轨上，导体杆中通有图示方向的电流，电流强度为I，现在空间加上匀强磁场使导体杆ab静止在导轨上问：（1）若磁场方向竖直向上，求磁感应强度B1的大小；（2）若磁场方向垂直导轨平面向上，求磁感应强度B2的大小16、如图示，一带电粒子质量为m 201011kg、电荷量q10105C，从静止开始经电压为U1100 V的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，粒子射出电场时的偏转角60，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区
10、域，粒子射出磁场时的偏转角也为60已知偏转电场中金属板长L2cm，圆形匀强磁场的半径R10cm，重力忽略不计求：（1）带电粒子经U1100V的电场加速后的速率；（2）两金属板间偏转电场的电场强度E；（3）匀强磁场的磁感应强度的大小（4）若要使带电粒子水平进入两平行金属板间不发生偏转，可以在两平行金属板间加一匀强磁场，求该匀强磁场的磁感应强度的大小和方向17、电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的高能杀伤武器，具有速度快命中率高，发射成本低，减少污染等特点，是21世纪的理想兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚大学制成的能把2.2g的弹体加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹约为20km
11、/s），若轨道宽为2m，长为100m，通过的电流为10A，求：（1）轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B（2）磁场力的最大功率18、如图（甲）示，两带等量异号电荷的平行金属板平行于x轴放置，板长为L，两板间距离为2y0，金属板的右侧宽为L的区域内存在如图（乙）示周期性变化的磁场，磁场的左右边界与x轴垂直现有一质量为m，带电荷量为+q的带电粒子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入两板之间，飞出电场后从点（L，0）进入磁场区域，进入时速度方向与x轴夹角为30，把粒子进入磁场的时刻做为零时刻，以垂直于纸面向里作为磁场正方向，粒子最后从x轴上（2L，0）点与x轴正方向成30夹角飞出磁场，不计粒子重
12、力（1）求粒子在两板间运动时电场力对它所做的功；（2）计算两板间的电势差并确定A点的位置；（3）写出磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T应满足的表达式参考答案1.【答案】B2.【答案】B3.【答案】C4.【答案】C5.【答案】B6.【答案】A7.【答案】AD8.【答案】ABD9.【答案】AC10.【答案】AC11.【答案】（1）1：2（2）2：112.【答案】13.【答案】0.1，0.114.【答案】1：2；1：2；1：15.【答案】（1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为；（2）若磁场的方向垂直导轨平面向上，则磁感应强度为解：（1）若磁场方向竖直向上，从a向b观察，由导线受力情况可
13、知由平衡条件得：在水平方向上：FFNsin=0在竖直方向上：mgFNcos=0其中F=B1IL，联立以上各式可解得：B1=（2）若磁场的方向垂直导轨平面向上，从a向b观察，由导线受力情况可知：mgsin=B2ILB2=答：（1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为；（2）若磁场的方向垂直导轨平面向上，则磁感应强度为16.【答案】（1）10104m/s（2）10000V/m（3）013T（4）1T，方向垂直纸面向里试题分析：（1）带电粒子经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理：（2）带电粒子在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动在水平方向粒子做匀速直线运动水平方向：L=v1t带电粒子在竖直方
14、向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2，且v2at，由几何关系解得：E10000V/m（3）设带电粒子进磁场时的速度大小为v，则由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示；则轨迹半径为rRtan6003m由，得（4）若带电粒子在电场中不偏转，则qvB=qE得B=1T,方向垂直纸面向里17.【答案】（1）所加的匀强磁场磁感应强度是55T（2）发射炮弹过程中，磁场力的最大功率是1.1107W解：（1）对炮弹发射过程由动能定理：，炮弹受到的安培力：F=BIL，代入数据：B=55T（2）磁场力的最大功率为：
15、P=Fv，代入数据：P=1.1107W答：（1）所加的匀强磁场磁感应强度是55T（2）发射炮弹过程中，磁场力的最大功率是1.1107W18.【答案】（1）粒子在两板间运动时电场力对它所做的功为；（2）两板间的电势差为，A点的位置坐标（0，）；（3）磁场区域磁感应强度B0的大小B0=（n=1，2，3，）、磁场变化周期T解：（1）设粒子刚进入磁场时的速度为v，则：v=电场力对粒子所做的功为：W=（2）设粒子刚进入磁场时的竖直分速度为v，则：v=v0tan30=水平方向：L=v0t竖直方向：解得：y=电场力对粒子所做的功：W=qEy两板间的电压U=2Ey0解得：U=（3）由对称性可知，粒子从x=2L
16、点飞出磁场的速度大小不变，方向与x轴夹角为=30；在磁场变化的半个周期内，粒子的偏转角为2=60；故磁场变化的半个周期内，粒子在x轴上的位移为：x=2Rsin30=R粒子到达x=2L处且速度满足上述要求是：nR=L R=（n=1，2，3，）由牛顿第二定律，有：解得：B0=（n=1，2，3，）粒子在变化磁场的半个周期内恰好转过周期，同时在磁场中运动的时间是变化磁场半个周期的整数倍，可使粒子到达x=2L处且满足速度题设要求；解得：（n=1，2，3，） 当T答：（1）粒子在两板间运动时电场力对它所做的功为；（2）两板间的电势差为，A点的位置坐标（0，）；（3）磁场区域磁感应强度B0的大小B0=（n=1，2，3，）、磁场变化周期T