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1、章末过关检测卷(三)第三章磁场(测试时间：50分钟评价分值：100分) 一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42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(B)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解析：磁感线是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
2、项错误2根据安培的思想，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)A带负电 B带正电 C不带电 D无法确定解析：根据安培定则即可判断A正确3带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能的是(C)A静止 B匀速运动 C匀加速运动 D匀速圆周运动解析：带电粒子静止时，不受洛伦兹力，故A可能带电粒子运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，故B可能带电粒子运动方向与磁场方向成一夹角时，做螺旋线运动带电粒子运动方向与磁场方向垂直时，做匀速圆周运动，故D可能4如图所示为两根互相平行的通电导线ab的横截面图，ab的
3、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向及导线b所受的磁场力的方向应分别是 (B)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 解析：由安培定则和左手定则可知，选项B正确. 5(多选)如图，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流，a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为l和3l.关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是(AD)Aa处的磁感应强度大小比c处的大Bb、c两处的磁感应强度大小相等Ca、c两处的磁感应强度方向相同Db处的磁感应强度为零解析：根据安培
4、定则判断两根直导线在三个点产生的磁场方向，由磁场的叠加原理分析即可根据安培定则判断知：左侧导线在a点产生的磁场方向向里，在c点产生的磁场方向向外，右侧导线在a点产生的磁场方向向里，在b点产生的磁场方向向外，根据磁感线的疏密表示磁场的强弱，可知离直导线越远，磁场越弱，可知：a处磁感线比c处密，则a处的磁感应强度大小比c处的大由磁场的叠加可知：a、c两处的磁感应强度方向相反故A正确，BC错误；D.由于左右侧导线在b处产生的磁感应强度方向相反，大小相等，所以b处的磁感应强度为零，故D正确6(多选)带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以v甲、v乙、v丙速度垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中，其
5、轨迹如图所示，则下列说法正确的是(ACD)Av甲v乙v丙 Bv甲v乙qE，即v甲，同理可得v乙，v丙v乙v丙，故A正确，B错误；对甲，电场力做负功，速度减小；对丙，电场力做正功，速度增大故D正确7(多选)带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少下列说法正确的是(AC)A粒子先经过a点，再经过b点B粒子先经过b点，再经过a点C粒子带负电D粒子带正电解析：粒子在云室中运动时，速度逐渐减小，根据r可知其运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由
6、a到b，故A正确，B错误；运动方向由a到b，磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧，故由左手定则可知该电荷带负电，故C正确，D错误二、填空题(本大题共2个小题，共12分)8(8分)如图所示，放在蹄形磁铁两极之间的导体棒 ab，当通有自 b 到 a 的电流时受到向右的安培力作用，则磁铁的上端是_极若磁铁上端是S极，导体棒中的电流方向自 a 到 b，则导体棒受到的安培力方向向_解析：根据左手定则判断答案：N右 9(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，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B
7、1，一束带电量均为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)答案：三、计算题(本大题共3个小题，共46分)10(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(大小保持不变)，当棒静止时，两弹簧秤的示数为F2，且F2F1，根据这两个数据，试求：(1)磁场的方向； (2)安培力的大小以及铜棒的重力解析：(1)由F2F1，可以确定磁场的方向为垂直纸面
8、向里(2)设铜棒的重力为G，安培力的大小为F，则由平衡条件得：2F1GF，2F2 G F，根据这两个方程，解得：铜棒的重力GF1 F2安培力的大小F F2 F1答案：(1)垂直纸面向里(2)FF2F1；GF1F211(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，且粒子能从ab边射出磁场，求v0的取值范围解析：(1)若粒子带负
9、电，则进入磁场后沿顺时针方向偏转，如图所示，O1为轨迹圆心，由对称性可知，速度的偏转角1260，故轨迹半径r1Od根据牛顿第二定律得：qv0B，得v0.(2)若粒子带正电，则沿逆时针方向偏转，当v0最大时，轨迹与cd相切，轨迹圆心为O2，半径为r2，由几何关系得r2r2cos 60，得r2L即vmax当v0最小时，轨迹与ab相切，轨迹圆心为O3，半径为r3，由几何关系可得r3r3sin 30，得r3则vmin，所以v0.答案：(1)(2)v012(18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xL处，有一个与x轴垂直放置的屏，y轴与屏之间有与y轴平行的匀强电场在坐标
10、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mvAn1mvB.若已测得粒子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的重力均不计求：(1)试在图中画出粒子A和粒子B的运动轨迹的示意图 (2)粒子A和粒子B打在屏上的位置之间的距离解析：(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(2)由题意，两个粒子的速率满足关系式mvAn1mvB，粒子A在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，qvAB解得：vA，vB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yAr2由以上两式解得yA所以，粒子A和粒子B打在屏上的位置之间的距离为：y2rry3r.答案：(1)见解析(2)3r6