1、优质文档优质文档磁场单元测试本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共 100 分考试用时 90 分钟。第卷（选择题 共 40 分）一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分在每小题给出 的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分1关于磁场、磁感应强度和磁感线的描述，下列叙述正确的是 （ ）A磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，在磁场中是客观存在的B磁极间的相互作用是通过磁场发生的C磁感线总是从磁体的 N 极指向 S 极D不论通电导体在磁场中如何放置，都能够检测磁场的存在2根据安培的思想，
2、认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此可断定地球应该（ ）A带负电 带正电 C不带电 无法确定3安培的分子环形电流假说不可以用来解释 （ ）A磁体在高温时失去磁性； B 磁铁经过敲击后磁性会减弱；C铁磁类物质放入磁场后具有磁性； D通电导线周围存在磁场。4磁感应强度 ILFB，与下列哪个物理量的表达式体现了相同的物理方法 （ ）A加速度 ma B电场强 度 qFEC电容 UQ D电阻 IUR5如图所示为两根互相平行的通电导线 a b 的横截面图， a b的电流方向已在图中标出那么导线 a 中电流产生的磁场的磁感线环绕方
3、向及导线 b 所受的磁场力的方向应分别是 （ ）A磁感线顺时针方向，磁场力向左B磁感线顺时针方向，磁场力向右C磁感线逆时针方向，磁场力向左D磁感线逆时针方向，磁场力向右6一只磁电式电流表，其读数总是比标准电流表偏小，为纠正这一误差，可行的措施是（ ）A减小永久磁铁的磁性 B减少表头线圈的匝数C增加表头线圈的 匝数 D减少分流电阻的阻值7在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，现突然发现小磁针 N 极向东偏转，则以左 右a b优质文档优质文档a b cE下判断正确的是 （ ）A若是用一条形磁铁对小磁针施加影响，可以让条形磁铁的 N 极从其正东方向靠近 小磁针B若是用一条形磁铁对小磁针施加影响，
4、可以让条形磁铁的 N 极从其 正西方向靠近小磁针C若是用一束电子流对小磁针施加影响，可以让电子流从小磁针的正上方由南向北通过D若是用一束电子流对小磁针施加影响，可以让电子流从小磁针的正下方由南向北通过8如图所示，在竖直放置的金属板 M 上放一个放射源 C，可向纸面内各个方向射出速率均为 v 的 粒子， P 是与金属板 M 平行的足够大的荧光屏，到 M 的距离为 d现在 P 与金属板 M 间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿 M 板向上射出的粒子刚好垂直打在荧光屏上。若 粒子的质量为 m，电荷量为+2 e。则 （ ） A磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度 B 的大小为 edv2B
5、磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度 B 的大小为C在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为 2dD在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为 4d9如图所示，边长为 a 的等边三角形 ABC 区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场， AC 边右侧存在竖直方向的匀强电场，场强为 E，一带正电、电量为 q 的小球以速度 v0沿 AB 边射入匀强磁场中恰能做匀速圆周运动，欲使带电小球能从 AC 边射出，匀强磁场的磁感应强度 B 的取值应为 （ ）A agEv02 B agEv03 C B= 0 D 010如图所示，匀强电场 E 方向竖直向下，水平匀强磁场 B 垂直纸面向里，三个油滴a、 b、 c 带有等量同种电荷。已知
6、a 静止， b、 c 在纸面内均做匀速圆周运动（轨迹未画出） 。以下说法正确的是 （ ）A a 的质量最大， c 的质量最小， b、 c 都沿逆时针方向运动B b 的质量最大， a 的质量最小， b、 c 都沿顺时针方向运动C三个油滴质量相等， b 沿顺时针方向运动， c 沿逆时针方向运动 D三个油滴质量相等， b、 c 都沿顺时针方向运动第卷（非选择题 共 60 分）二、本题共 2 小题，共 12 分把答案填在题中的横线上或按题目要求作答 20080924优质文档优质文档11 （4 分）质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，在科学研究中具有重要应用。如图所示是质谱仪工作原理简图
7、，电容 器两极板相距为 d，两端电压为 U，板间匀强磁场磁感应强度为 B1，一束带电量均为 q 的正电荷粒子从图示方向射入，沿直线穿过电容器后进入另一匀强磁场 B2，结果分别打在 a、 b 两点，测得两点间的距离为 R，由此可知，打在两点的粒子质量差为m=_。 （粒子重力不计）12 （8 分）某研究性小组的同学们在探究安培力的大小和方向与哪些因素有关时，设计了以下两个实验。实验一：利用如图所示的安培力演示器先探究影响安培力大小的因素。第一步，当通电导线长度和磁场一定，调节滑动变 阻器的滑片改变电流，观察：指针发生偏转，且偏转角度随电流增大而增大。第二步，当通电电流和磁场一定，改变导线的 长度，
8、分别观察：指针发生偏转的角度随导线长度的增大而增大。第三步，当通电电流和导线长度一定，更换磁铁，再次分别观察：指针发生偏转的 角度不同。实验二：利用安培力演示器对安培力的方向进行对比探究。先后按照下表实验序号 1、2、3 的图例做实验，观察到的相关现象已分别记录在对应的图例下面的表格里。实验序号 2 3图例磁场方向 竖直向下 竖直向下 竖直向上电流方向 水平向里 水平向外 水平向外受力方向 水平向左 水平向右 水平向左（1）通过实验一的对比探究，可以得到影响安培力大小的因素有：_；且安培力大小与这些因素的定性关系是：_。（2）通过实验二的对比探究，可以得到安培力的方向与_方向、_方向有关；且三
9、者方向的关系是：当 I B 时，_。（3）通过实验一的对比探究，能否得出安培力大小的计算公式？_（填“能”或“不能” ）通过实验二的对比探究，能否得出安培力方向的规律左手定则？_（填“能”或“不能” ）三、本题共 4 小题，满分 48 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演BF I FBI IFB优质文档优质文档APLB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 （10 分）用两个一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在虚线范围内有垂直于纸面的匀强磁场，棒中通以自左向右的电流（如图所示） ，当棒静止时，两弹簧秤的读数为 F1；若将棒中的电流方向反向（大小
10、保持不变） ，当棒静止时，两弹簧秤的示数为 F2，且F2 F1，根据这两个数据，试求：（1）磁场的方向；（2）安培力的大小；（3）铜棒的重力。14 （10 分）如图，水平放置的光滑的金属导轨 M、 N，平行地置于匀强磁场中，间距为 d，金属棒 ab 的质量为 m，电阻为 r，放在导轨上且与导轨垂直。磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面成夹角 且与金属棒 ab 垂直，定值电阻为 R，导轨电阻不计。当电键闭合的瞬间，测得棒 ab 的加速度大小为 a，则电源电动势为多大？15 （14 分）如图所示，一束极细的可见光照射到金属板上的 A 点，可以从 A 点向各个方向发射出速率不同的电子，这些电子被
11、称为光电子。金属板左侧有一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为 B，且面积足够大的匀强磁场，涂有荧光材料的 金属小球 P（半径忽略不计）置于金属板上的 A 点的正上方， A、 P 同在纸面内，两点相距 L。从 A 点发出的光电子，在磁场中偏转后，有的能够打在小球上并使小球发出荧光。现已测定，有一个垂直磁场方向、与金属板成 =30角射出的光电子击中了小球。求这一光电子从金属板发出时的速率 v 和它在磁场中运动的可能时间 t。已知光电子的比荷为 e/m 。16 （14 分）如图所示的坐标系，在 y 轴左侧有垂直纸面、磁感应强度为 B 的匀强磁场。在x=L 处，有一个与 x 轴垂直放置的屏， y 轴与屏
12、之间有与 y 轴平行的匀强电场。在坐标原点 O 处同时释放两个均带正电荷的粒子 A 和 B，粒子 A 的速度方向沿着 x 轴负方向，粒子 B 的速度方向沿着 x 轴正方向。已知粒子 A 的质量为 m，带电量为 q，粒子 B 的质量是 n1m，带电量为 n2q，释放瞬间两个粒子的速率满足关系式 Avn1。若已测得优质文档优质文档粒子 A 在磁场中运动的半径为 r，粒子 B 击中屏的位置到 x 轴的距离也等于 r。粒子 A和粒子 B 的重力均不计。（1）试在图中画出粒子 A 和粒子 B 的运动轨迹的示意图。（2）求：粒子 A 和粒子 B 打在屏上的位置之间的距离。参考答案及解析1B 解析：磁感线是
13、形象地描述磁场而引入的曲线，是假想的曲线，A 项错；磁场的基本特性是对处于磁场中的磁极或电流有力的作用，B 项正确。磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，C 项错误。通电导体平行磁场放置时，不受磁场力作用，此时就不能检测磁场的存在，故 D 项错误。2A 解析：根据安培定则即可判断 A 正确。3D 解析：安培的分子环形电流假说可以解释磁化、退磁，不能解释电流为什么能产生磁场4BCD 解析：磁感应强度的定义式 ILFB是比值定义，与 选项 BCD 定义方法相同，而 A 项中的表达式是加速度的决定式。5B 解析：由安培定则和左手定则可知，选项 B 正确。 6CD 解析：磁电式电流表的工作原理是通电线圈
14、在磁场中受到安培力的作用而绕转轴偏转一定的夹角，现发现其读数总是比标准电流表偏小，说明应当使其线圈偏转的多一点，故可以增加表头线圈的匝数和减少分流电阻的阻值，故 CD 正确。7BC 解析：小磁针的 N 极受力方向与磁场方向相同，S 极受力方向与磁场方向相反，根据地磁场的方向，以及电子流形成的 电流周围的磁场方向，可知 BC 正确。8BC 解析： 粒子带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外， 粒子的轨道半径为 d，由 dvmeB2得： edv ，故 B 正确；亮斑区的上边界是沿 M 板向上射出的 粒子，经 1/4 圆弧到达的 a 点；亮斑区的下边界是垂直 M 板射出的 粒子，经 1/4 圆
15、弧轨迹与屏相切的 b 点，如图所示，所以亮斑区的长度为 2d ，C 选项正确。9B 解析：小球以速度 v0沿 AB 边射入匀强磁场中恰能做匀速圆周运动，说明小球所受电场力和重力平衡，即 mg=Eq；欲使带电小球能从 AC 边射出，则有： 06sin2ar；小球做匀速圆周运动的半径为 qBmr0。联立上述三式解得： gEvB03。10D 解析：三个油滴带等量同种电荷，由 a 静止可知带负电，电场力等于重力， b、 c 做圆ab20080924优质文档优质文档APLB（2 ）R周运动，电场力也等于重力，故三者质量相等；由左手定则可知 b、 c 都沿顺时针方向运动。11 （4 分） URBqd211
16、2 （8 分） （1）磁场、导线长度和通电电流；磁性越强（磁场越强） ，电流越大或直导线越长，安培力越大。 （2 分）（2）磁场、电流； F I， F B（4 分）（3）不能；能。 （2 分）解析 （1）实验一中，通电直导线在安培力作用下使指针发生偏转，且偏转角度越大，说明导线所受安培力越大。当通电导线长度和磁场一定时，改变电流，偏转角度相应变化，说明安培力的大小与电流有关，偏转角度随电流增大而增大，进一步说明，电流越大，安培力越大；同理，可以得到影响安培力大小的因素还有磁场、导线长度，且磁性越强（磁场越强） ，直导线越长，安培力越大。（2）实验二中：图例 1 与图例 2 对比，当磁场方向相同
17、，改变电流方向时，安培力方向发生变化；图例 2 与图例 3 对比，当电流方向相同，改变磁场方向时，安培力方向发生变化。说明安培力的方向与磁场方向、电流方向都有关；当导线垂直放入磁场中，安培力不仅垂直电流的方向，也垂直磁场的方向。（3）实验一是一个定性探究实验，不能得出安培力大小的计算公式。实验二则可以得出安培力方向的判定规律左手定则。13 （10 分）解：（1）由 F2 F1，可以确定磁场的方向为垂直纸面向里。 （3 分）（2）设铜棒的重力为 G，安培力的大小为 F，则由平衡条件得：2 F1=GF ， （2 分）2F2= G + F， （2 分）根据这两个方程，解得铜棒的重力 G = F1 +
18、 F2（2 分）安培力的大小 F= F2 F1（1 分）14 （10 分）解析：画出导体棒 ab 受力的截面图，如图所示导体棒 ab 所受安培力： F = BIL （2 分）由牛顿第二定律 得： Fsin= ma （4 分）导体棒 ab 中的电流： rREI （2 分）得 sin)(BLrRmaE（2 分）15 （14 分）情况一：若光电子的出射方向是沿斜向左下方的方向，如图（1）所示：由牛顿第二定律得： Rmve2（2 分）由几何关系得： sinL （2 分）解得： eBv （2 分）APLB（1 ）R优质文档优质文档情况二：若光电子的出射方向是沿着斜向左上方的方向，如图（2）所示：由图可知
19、，轨道半径 sin2LR， 速率仍为： meBv （2 分）光电子在磁场中的运动周期： eBT （2 分）情况一：光电子在磁场中运动的时间 t651 em3 （2 分）情况二：光电子在磁场中运动的时间 2 （2 分）16 （14 分）解：（1）粒子 A 在磁场中做半个圆周的匀速圆周运动后进入电场做类平抛运动，设打在屏上的位置为 Q 点，粒子 B 直接在电场中做类平抛运动，设打在屏上的位置为 P点，如图所示。 （3 分）（2）由题意，两个粒子的速率满足关系式 BAmvn1粒子 A 在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律 得， rmvBq2（2 分）解得 A， nqBr1（2 分）粒子 A 和粒子 B 做类平抛运动过程中，沿电场方向上的侧移分别为 2)(1vLmqEy（2 分）212)(Bnr（2 分）由以 上两式解得 21nryA（2 分）所以，粒子 A 和粒子 B 打在屏上的位置之间的距离为2132nryry（1 分）
