高中物理人教版选修3-1 第三章磁场单元试卷

更新时间：2021-05-20 浏览次数：331 类型：单元试卷

一、选择题

1.
下列四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是（）

A . 甲图中，导线通电后磁针发生偏转 B . 乙图中，通电导线在磁场中受到力的作用 C . 丙图中，当电流方向相同时，导线相互靠近 D . 丁图中，当电流方向相反时，导线相互远离

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2. 根据所学知识判断图中正确的是（）

A . B . C . D .

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3. 水平长直导线中有恒定电流I通过，导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同，如图所示，则电子的运动情况是（）

A . 沿路径Oa运动 B . 沿路径Ob运动 C . 沿路径Oc运动 D . 沿路径Od运动

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4. (2023高二上·金牛月考) 两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动或平动。它们通以图示方向的直流电流时，CD导线将（）

A . 逆时针方向转动，同时靠近导线AB B . 顺时针方向转动，同时靠近导线AB C . 逆时针方向转动，同时离开导线AB D . 顺时针方向转动，同时离开导线AB

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5. 如图所示，a、b是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两边的磁感应强度大小相等。电荷量为2e的正离子以某一速度从a点垂直磁场边界向左射出，当它运动到b点时，击中并吸收了一个处于静止状态的电子，不计正离子和电子的重力且忽略正离子和电子间的相互作用，则它们在磁场中的运动轨迹是（）

A . B . C . D .

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6. 如图所示，三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置，分别处在真空、匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动，P、M、N分别为轨道的最低点，如图所示，则下列有关判断正确的是（）

A . 小球第一次到达轨道最低点的速度关系v_p＝v_M>v_N B . 小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系F_P＝F_M>F_N C . 小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系t_P<t_M<t_N D . 三个小球到达轨道右端的高度都不相同，但都能回到原来的出发点位置

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7. 如图所示，宽d＝2cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内。现有一群带正电的粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r＝5cm，则（）

A . 右边界：－4cm≤y<4cm的范围内有粒子射出 B . 右边界：y＞4cm和y＜－4cm的范围内有粒子射出 C . 左边界：y＞8cm的范围内有粒子射出 D . 左边界：0＜y≤8cm的范围内有粒子射出

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8. 如图所示，在射线OA以下有垂直纸面向里的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的正电粒子a和b以不同的速率由坐标原点O沿着x轴正方向射入磁场，已知v_a＞v_b ，若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）

A . 两粒子的轨道半径之比 $\text{[math]}$ B . 粒子a在磁场中运动时间比b长 C . 两粒子在磁场中运动时间相等 D . 两粒子离开磁场时速度方向相同

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9. 如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B处在同一条竖直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态，若将绝缘板C沿水平方向抽去，则（）

A . 小球A仍可能处于静止状态 B . 小球A将可能沿轨迹1运动 C . 小球A将可能沿轨迹2运动 D . 小球A将可能沿轨迹3运动

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10. 一束粒子流由左端平行于极板P₁射入质谱仪，沿着直线通过电磁场复合区后，并从狭缝S₀进入匀强磁场B₂ ，在磁场B₂中分为如图所示的三束，则下列相关说法中正确的是（）

A . 速度选择器的P₁极板带负电 B . 粒子1带负电 C . 能通过狭缝S₀的带电粒子的速率等于E/B₁ D . 粒子2的比荷q/m绝对值最大

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二、填空题

11. 磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体(正负电荷组成的离子化气体状物质)喷射入磁场，在电场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体速度为v，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表示数为I。
1. （1）图中板为电源的正极；
2. （2）有电流从经用电器流向；
3. （3）这个发电机的电动势为；
4. （4）此发电机的等效内阻是。
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三、实验题

12. 图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
1. （1）在图中画线连接成实验电路图。
2. （2）完成下列主要实验步骤中的填空：
  ①按图接线。
  ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m₁。
  ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D；然后读出，并用天平称出。
  ④用米尺测量。
3. （3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B＝。
4. （4）判定磁感应强度方向的方法是：若，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
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四、解答题

13. 质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示．现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？

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14. 如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为电场和磁场的理想边界，一束电子(电量为e ，质量为m ，重力不计)，由静止状态从P点经过Ⅰ、Ⅱ间的电场加速后垂直到达边界Ⅱ的Q点。匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场边界宽度为d ，电子从磁场边界Ⅲ穿出时的速度方向与电子原来的入射方向夹角为30°。求：
1. （1）电子在磁场中运动的时间t；
2. （2）若改变PQ间的电势差，使电子刚好不能从边界Ⅲ射出，则此时PQ间的电势差U是多少？
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15. 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. （1）求电场强度的大小和方向。
2. （2）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。(粒子的比荷满足 $\text{[math]}$ )
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16. 在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R＝1.8m，OA连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ＝37°。今有一质量m＝3.6×10^－⁴kg、电荷量q＝＋9.0×10^－⁴C的带电小球(可视为质点)，以v₀＝4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内，一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动，已知重力加速度g＝10m/s² ， sin37°＝0.6，不计空气阻力，求：
1. （1）匀强电场的场强E；
2. （2）小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。
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