1、章末质量评估(三)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(每题3分，本题共10小题，共30分每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错误、不选或多选均不得分)1下列关于磁场和磁感线的描述中正确的是()A磁感线可以形象地描述各点磁场的方向B磁感线是磁场中客观存在的线C磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止D实验中观察到的铁屑的分布就是磁感线解析：磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想线，它可以描述磁场的强弱和方向，A对，B错磁铁的外部，磁感线从N极到S极，内部从S极到N极，内外部磁感线为闭合曲线，C错实验中观察到的铁屑的分布只是模拟磁感线的形状，不是磁感线，磁感线是看不到的，D错答案：A
2、2如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同解析：由安培定则可知，两导线在O点产生的磁场均竖直向下，选项A错；由安培定则，两导线在a、b两处产生磁场方向均竖直向下，由于对称性，电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度，同时电
3、流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度，所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同，选项B错；根据安培定则，两导线在c、d处产生磁场垂直c、d两点与导线连线方向向下，且产生的磁场的磁感应强度相等，由平行四边形定则可知，c、d两点处的磁感应强度大小相同，方向相同，选项C正确a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下，选项D错答案：C3.如图，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直给导线通以垂直纸面向里的电流，用FN表示磁铁对桌面的压力，用Ff表示桌面对磁铁的摩擦力，则导致通电后与通电前相比较()AFN减小，Ff0BFN减小，Ff0CFN增大，
4、Ff0 DFN增大，Ff0解析：由于磁铁在导线所在处的磁感应强度方向水平向左，由左手定则知，磁铁对通电导线的作用力竖直向上，由牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力竖直向下，使磁铁与桌面间的压力变大；由于通电导线对磁铁的作用力竖直向下，因此磁铁没有水平运动趋势，故C正确答案：C4.一带电粒子，沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子运动的一段径迹如图所示，径迹上每一小段都看成圆弧，由于带电粒子使周围空气电离粒子能量不断变小(带电量不变)，则()A粒子带负电，从B射入 B粒子带负电，从A射入C粒子带正电，从B射入 D粒子带正电，从A射入解析：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐
5、减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式r可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从A到B，再根据左手定则可知，粒子带负电，所以B正确，A、C、D错误答案：B5每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，如图所示，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向北偏转解析：赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线粒子竖直向下运动时，据左手定则可以确定，它受到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转，A正确答案：A6长为L的通电直导线放在倾
6、角为的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，当B方向竖直向上，电流为I1时导体处于平衡状态，若B方向改为垂直斜面向上，则电流为I2时导体处于平衡状态，电流比值应为()Acos B.Csin D.解析：磁场方向竖直向上，安培力水平方向由平衡条件可得，mgtan BI1L；磁场方向垂直于斜面向上，安培力沿斜面向上由平衡条件可得，mgsin BI2L，联立解得，I1I21cos ，B选项正确答案：B7.如图所示，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域，其中磁场的方向如图所示，收集室的
7、小孔O3与O1、O2在同一条水平线上则()A该装置可筛选出具有特定质量的粒子B该装置可筛选出具有特定电量的粒子C该装置可筛选出具有特定速度的粒子D该装置可筛选出具有特定动能的粒子解析：粒子要想无偏转的通过区域，进入收集室的小孔O3，需要满足qEqvB，即粒子的速度v，C正确答案：C二、多项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分，每小题有多个选项是正确的，全选对得4分，少选得2分，选错、多选或不选得0分)8如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示
8、导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()A方向竖直向上，大小为(1)BILB方向竖直向上，大小为(1)BILC方向竖直向下，大小为(1)BILD方向竖直向下，大小为(1)BIL解析：导线abcd的有效长度为线段ad，由几何知识知Lad(1)L，故线段abcd所受磁场力的合力大小FBILad(1)BIL，导线有效长度的电流方向为ad，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确答案：A9两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示若不计粒子的重力，则下列说法正确的是()Aa粒子带正电，b粒子带负电Ba粒子在磁场中所受的
9、洛伦兹力较大Cb粒子的动能较大Db粒子在磁场中运动的时间较长解析：由左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，A错误；由qvBm得r，故运动的轨迹半径越大，对应的速率越大，所以b粒子的速率较大，在磁场中所受洛伦兹力较大，B错误；由Ekmv2可得b粒子的动能较大，C正确；由T知两者的周期相同，b粒子运动的轨迹对应的圆心角小于a粒子运动的轨迹对应的圆心角，所以b粒子在磁场中运动的时间较短，D错误答案：C10.如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，所带的电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面
10、向外，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中()A小球加速度一直增加B小球速度一直增加C棒对小球的弹力一直减小D小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变解析：小球由静止开始下滑，受到向左的洛伦兹力不断增加在开始阶段，洛伦兹力小于向右的静电力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增加，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向上小球受到重力和摩擦力作用做加速运动，其加速度逐渐增加当洛伦兹力等于静电力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消失，小球在竖直方向上受到的合力最大，加速度最大随着小球速度继续增加，洛伦兹力大于静电力，棒对小球又产生向右的弹力，随着速度增加，洛伦兹力增加，棒对小球
11、的弹力增加，小球受到的摩擦力增加，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增加，以此时的速度做匀速运动综上所述，选项D正确答案：D三、计算题(共54分)11如图所示，在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内)，有一粒子恰能沿直线飞过此区域(不计粒子重力)，则()A若粒子带正电，E方向应向下B若粒子带负电，E方向应向上C若粒子带正电，E方向应向上D不管粒子带何种电，E方向都向下解析：若粒子带正电，所受洛伦兹力向上，电场力与其平衡，应该向下，E方向应向下，当粒子带负电时，电场力、洛伦兹力方向都与带正电荷时相反，也能沿直线做匀速
12、直线运动，A、D对答案：AD122010年，上海成功举办盛大的世界博览会回眸一下历届世博会，很多科技成果从世博会上走向世界例如：1873年奥地利维也纳世博会上，线路意外搭错造就“偶然发明”，导致发电机变成了电动机如图所示，是著名的电磁旋转实验，这一装置实际上就是最早的电动机图中A是可动磁铁，B是固定导线，C是可动导线，D是固定磁铁图中黑色部分表示汞(磁铁和导线的下半部分都浸没在汞中)，下部接在电源上请你判断这时自上向下看，A和C转动方向为()A可动磁铁A转动方向为逆时针BA和C转动方向均为逆时针C可动导线C转动方向为顺时针DA和C转动方向均为顺时针解析：根据电流的方向判定可以知道B中的电流方向
13、是向上的，那么在B导线附近的磁场方向为逆时针方向，即为A磁铁N极的受力方向；由于D磁铁产生的磁场呈现出由N极向外发散，C中的电流方向是向下的，由左手定则可知C受到的安培力方向为顺时针故选项A、C正确答案：AC132011年“315”到来之际，平板电视终于纳入“三包”当中，显示屏等关键零部件包修3年如图所示，电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的电子束经过加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于圆面不加磁场时，电子束将通过磁场中心O点而打到屏幕上的中心M，加磁场后电子束偏转到P点外侧现要使电子束偏转回到P点，可行的办法是()A增大加速电压B增加偏转磁场的磁感应强度C将圆形磁场
14、区域向屏幕靠近些D将圆形磁场的半径增大些解析：若电子束的初速度不为零，则qUmv2mv，v ，轨道半径R，增大偏转磁场的磁感应强度，轨道半径减小，增大磁场半径电子束均偏转到P点外侧；增大加速电压，轨道半径增大，电子束偏转回到P点；将圆形磁场区域向屏幕靠近些，电子束偏转回到P点正确答案选A、C.答案：AC14如图所示，相距为d的两带电平行板间同时存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域，带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动，则()A小球一定带负电B小球一定带正电C两板间电压为D小球在两板间的运动时间为解析：要使小球在复合场中做匀速
15、圆周运动，必须满足重力与电场力平衡，即mgEq，方向相反，所以电场方向向上，故小球一定带正电，A错误，B正确；根据E可得mgq，所以U，C正确；小球在两板间的运动时间为整个圆周运动周期的一半，即t，D错误答案：BC三、计算题(共54分)15.(12分)中国电磁炮研制方面与欧美西方国家在同一起跑线上，限于技术和人才原因，中国电磁炮研制稍比西方国家慢几年，但在某些技术上将会比美国电磁炮更精进电磁炮是利用磁场对电流的作用力把电能转化为机械能，使炮弹发射出去的如图所示，把两根长为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为m的炮弹，炮弹架在长为L、质量为M的金属架上，已知金属架与炮弹在运动过程
16、中所受的总阻力与速度平方成正比，当有恒定的大电流I1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度v1时加速度为a，当有恒定的大电流I2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v2脱离金属架并离开轨道，则垂直于轨道平面的磁感强度B是多少？解析：由题意知，当通以电流I1时，安培力为F1BI1L.由牛顿第二定律有：F1f1(Mm)a.又f1kv，三式解得：k.当电流为I2时，安培力为F2BI2L，f2kv.由题知：F2f2.解得：B.16(12分)如图所示，通电金属杆ab质量m12 g，电阻R1.5 ，水平地放置在倾角30的光滑金属导轨上导轨宽度d10 cm，导轨电阻、导轨与金属杆的接触电阻
17、忽略不计，电源内阻r0.5 .匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度B0.2 T，g10 m/s2，若金属杆ab恰能保持静止，求：(1)金属杆ab受到的安培力大小；(2)电源的电动势大小E.解析：(1)对金属杆受力分析如图，由平衡条件可知：Fmgtan 30，解得：Fmgtan 301210310N4102 N.(2)导线受到的安培力为：FBId，又：EI(Rr)，联立解得电动势：E(Rr)(1.50.5)V4.0 V.17(12分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示，磁场方向垂直于圆面磁场区的中心为O，半径为r.当不加
18、磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B应为多少？解析：电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R.以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电荷量，则eUmv2，evB，又有tan，由以上各式解得Btan.18(18分)一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad宽为L，现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v0，方向与ad边夹角为30，如图所示已知粒子的电荷量为q，质量为m(重力不计)(1)若粒子带负电，且恰能从d点射出磁场，求v0的大小；(2)若粒子带正电，使粒子能从ab边射出磁场，求v0的取值范围以及该范围内粒子在磁场中运动时间t的范围解析：(1)由图可知：R，据洛伦兹力提供向心力，得：qvB，则v0.(2)当v0最大时：R1R1cos 60，得R1L，则：vmax，当v0最小值：R2R2sin 30，得：R2，则vmin，v0，带电粒子从ab边射出磁场，当速度为vmax时，运动时间最短tminT，速度为vmin时运动时间最长：tmaxT，所以粒子运动时间t的范围t.