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1、1 章末综合测评(第 5 章)(时间：60 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分在每小题给出的四个选项中第17 题只有一项符合题目要求，第810 题有多项符合题目要求，全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分)1在匀强磁场中某处P放一个长度为L20 cm，通电电流I0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为()A零B10 T，方向竖直向上C0.1 T，方向竖直向下D10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向【解析】由BFIL，得B10.5 0.2 T 10 T.因
2、为B的方向与F的方向垂直，所以B的方向不会沿竖直向上的方向【答案】D 2(2016郑州高二检测)关于电场强度和磁感应强度，下列说法正确的是()A电场强度的定义式EFq，适用于任何电场B由真空中点电荷的电场强度公式EkQr2可知，当r0，EC由公式BFIL可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力则说明此处一定无磁场D磁感应强度的方向就是置于该处的通电导线所受的安培力方向【解析】电场强度的定义式EFq，适用于任何电场，故A正确当r0 时，电荷已不能看成点电荷，公式EkQr2不再成立，故B 错误由公式BFIL可知，一小段通电导线在某处若不受磁场力，可能是B的方向与电流方向平行，所以此处不一定无磁场，故
3、 C错误磁感应强度的方向和该处通电导线所受的安培力方向垂直，故D错误【答案】A 3.一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道()A运动速度v和磁感应强度B名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -2 B磁感应强度B和运动周期TC轨迹半径R和运动速度vD轨迹半径R和磁感应强度B【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用半径公式rmvqB可知，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道运动速度v、磁感应强度B和轨迹半径R，故 A、C、D错误；由周期公式T2mqB可知，磁感应强度B和运动周期T可确定带电粒子的比荷，B正确【答案】B
4、 4(2015宁德高二质检)如图 1 所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场 一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120角若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()【导学号：37930076】图 1 A.3v2aB，正电荷B.v2aB，正电荷C.3v2aB，负电荷D.v2aB，负电荷【解析】粒子能穿过y轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，A点到x轴的距离最大，为R12Ra，RmvqB，得qm3v2aB，故 C正确【答案】C 5质谱仪是一种测定
5、带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图2 所示粒子源S发出各种不同的正粒子束，粒子从S出来时速度很小，可以看作初速度为零，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示)，并沿着半圆周运动而达到照相底片上的P点，测得P点到入口的距离为x.则以下说法正确的是()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -3 图 2 A若粒子束不是同位素，则x越大，正粒子的质量一定越大B若粒子束是同位素，则x越大，质量一定越小C只要x相同，则正粒子的质量一定相同D只要x相同，则正粒子的比荷一定相同【解析】粒子在加速电场被加速，有qU12mv2，然后粒子进入磁场中
6、发生偏转，其轨道为半圆，故有x2mvqB.由以上二式可解得：mqB2x28U.若粒子束为同位素，q相同，则x越大，m越大；若x相同，则粒子束比荷qm一定相同正确选项为D.【答案】D 6如图 3 所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()图 3 A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小【解析】金属棒的受力情况如图所示，则有tan F安mgBILmg.当棒中的电流I变大或者磁感应强度B变大时，因为重力不变，所以
7、 角会变大，选项A对，D错；两悬线等长变短对 角没有影响，选项B错；当金属棒的质量变大时，角变小，选项C错名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -4【答案】A 7.在长方形abcd区域内有正交的电磁场，abbc/2 L，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去磁场，则粒子从c点射出；若撤去电场，则粒子将(重力不计)()图 4 A从b点射出B从b、P间某点射出C从a点射出D从a、b间某点射出【解析】粒子在复合场中沿直线运动，则qEqv0B，当撤去磁场时，L12at2，tLv0，aqEm.撤去电场时，qv0Bmv20r，可
8、以求出r12L.故粒子从a点射出，C正确【答案】C 8.(2015 荆州高二检测)如图 5 所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1 T 的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点已知a点的实际磁感应强度为0，则下列叙述正确的是()图 5 A直导线中的电流方向垂直纸面向里Bb点的实际磁感应强度为2 T，方向斜向上，与B的夹角为 45Cc点的实际磁感应强度为0 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -5 Dd点的实际磁感应强度与b点相同【解析】a点磁感应强度为零，表明通电直导线在a点产生的磁场方向水平向左，大小为 1 T 由安
9、培定则可知电流方向向里，A正确；它在b、c、d点产生的磁场的磁感应强度的大小均为1 T，方向：b点竖直向上，c点水平向右，d点竖直向下 由磁场的叠加可知：b、d两点合磁场的磁感应强度为2 T，方向：b点斜向上，d点斜向下；c点为 2 T，方向水平向右，B正确，C、D错误【答案】AB 9如图 6 所示，质量为m、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落，进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度为B，电场强度为E.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的半径r为()【导学号：37930077】图 6 A.EB2hgB.BE2hgC.mqB2ghD.qBm2gh【解
10、析】设带电液滴进入虚线下方时的速度为v，由机械能守恒守律可得：mgh12mv2，液滴能在下方空间做匀速圆周运动，则应满足：mgEq，Bvqmv2r.由以上三式可求得：rmqB2ghEB2hg，故 A、C正确【答案】AC 10电磁轨道炮的工作原理如图7 所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的 2 倍，理论上可采用的办法是()名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精
11、心整理-第 5 页，共 9 页 -6 图 7 A只将轨道长度L变为原来的2 倍B只将电流I增加至原来的2 倍C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2 倍，其他量不变【解析】由题意可知磁感应强度BkI，安培力FBIdkI2d，由动能定理可得FLmv22，解得vI2kdLm，由此式可判断B、D正确【答案】BD 二、计算题(本题共 3 小题，共 40 分按题目要求作答)11(12 分)如图 8 所示，倾角为 30的光滑导体滑轨A和B，上端接入一电动势E3 V、内阻不计的电源，滑轨间距为L0.1 m，将一个质量为m0.03 kg、电阻R0.5 的金属棒水平放置在滑
12、轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小(重力加速度g取 10 m/s2)图 8【解析】合上开关 S后，由闭合电路欧姆定律得：IER经分析可知，金属棒受力如图所示，金属棒所受安培力FBIL沿斜面方向受力平衡Fmgsin 以上各式联立可得：B0.25 T 磁场方向垂直导轨面斜向下【答案】磁场方向垂直导轨面斜向下0.25 T 12(14 分)如图 9 所示，在平面直角坐标系xOy内，第、象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第、象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M(L,0)点，磁名师资料总结-精品资料欢
13、迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -7 场方向垂直于坐标平面向外一带正电的粒子从第象限中的Q(2L，L)点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P(2L,0)点射出磁场，不计粒子重力，求：图 9(1)电场强度与磁感应强度大小之比；(2)粒子在磁场与电场中运动时间之比【解析】(1)设粒子的质量和所带电量分别为m和q，粒子在电场中运动，由平抛运动规律及牛顿运动定律得2Lv0t1，L12at21，qEma粒子到达O点时沿y轴正方向的分速度为vyat1v0，tan vyv01，所以 45粒子在磁场中运动的速度为v2v0由Bqvmv2r得rmvqB2mv0qB由几何关系得r
14、2L，得EBv02.(2)在磁场中运动的周期T2rv粒子在磁场中运动的时间为t214TL2v0得t2t14.【答案】(1)v02(2)413(14 分)如图 10 所示，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于xOy所在的纸面向外某时刻在xl0、y0 处，一质子沿y轴的负方向进入磁场；同一时刻在名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -8 xl0、y0 处，一个 粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直不考虑质子与 粒子的相互作用，设质子的质量为m、电荷量为e，粒子的质量为4m，电荷量为2e，则：图 10(1)如果质子经过坐标原点O，它的速度为多大？(2)如果
15、粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇，粒子的速度应为何值？方向如何？【解析】(1)质子的运动轨迹如图甲所示，其圆心在xl02处，其半径r1l02.又r1mv1eB，可得v1eBl02m.甲(2)质子从xl0处到达坐标原点O处的时间为tTH2，又TH2meB，可得tmeB.粒子的周期为T4meB，可得tT4，两粒子的运动轨迹如图所示：乙由几何关系得r22l0，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -9 又 2evBmv2r，解得v2eBl04m，方向与x轴正方向的夹角为4.【答案】(1)eBl02m(2)2eBl04m方向与x轴正方向的夹角为4名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -