物理：第3章师大附中《磁场》(新人教版选修3-1)

《磁场》单元测试题

一、选择题（每题5分，共50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5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）

21．用同一回旋加速器分别对质子(11H)和氘核(1H)进行加速，当

它们都从D形盒边缘离开加速器时，质子与氘核获得的动能之比为 A．1:1 B．2:1 C．4:1 D．1:2

2．从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到 达地球，对地球上的生命将带来危害.图为地磁场的分布图，对

于地磁场宇宙射线有无阻挡作用的下列说法中，正确的是

A．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱

B．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极地区最弱 C．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同

D．地磁场对宇宙射线无阻挡作用

3．如图所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是

A．沿纸面逆时针转动 B．沿纸面顺时针转动

C．a端转向纸外，b端转向纸里 D．a端转向纸里，b端转向纸外

4．带电粒子（不计重力）以初速度V0从a点进入匀强磁

y 场，如图。运动中经过b点，oa=ob。若撤去磁场加一个与y

轴平行的匀强电场，仍以V0从a点进入电场，粒子仍能通过ba V0 点，那么电场强度E与磁感强度B之比E/B为：

VA．V0 B．1 C．2V0 D．0

2O b x 5．如图所示，要使线框ａｂｃｄ在受到磁场力作用后，ａｂ边向纸外，ｃｄ边向纸里转动，可行的方法是：

A．加方向垂直纸面向外的磁场，通方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ的电流 B．加方向平行纸面向上的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ电流 C．加方向平行于纸面向下的磁场，通以方向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ的电流 D．加方向垂直纸面向内的磁场，通以方向为ａ→ｄ→ｃ→ｂ→ａ的电流

6．如图所示，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动，则 A．当小球每次通过平衡位置时，动能相同 B．当小球每次通过平衡位置时，速度相同 C．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同 D．撤消磁场后，小球摆动周期变化

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7．如图，带电平行金属板中匀强电场方向竖直上，匀强磁场方向垂直纸面向里，带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止滑下，经过1/4圆弧轨道从端点P（切线水平）进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使带电小球从比a点稍低的b点由静止滑下，在经过P点进入板间的运动过程中( )

- a A．带电小球的动能将会增大

b B．带电小球的电势能将会增大

C．带电小球所受洛伦兹力将会减小 P D．带电小球所受电场力将会增大

+

8．一个水平放置的挡板ab中间有一小孔S，一个质量为m、带电量为＋q的带电小球，从S处无初速度地进入一个足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸碗里，磁感应强度大小为B，如图所示．小球最后将向右做匀速直线运动，则（ ）

mgm2gA．小球最后的速度为 B．小球最后与ab的距离为

2qB2q2B2m2g2C．磁场对小球共做功 D．以上说法都不对 222qB9．如图所示，在某空间同时存在着相互正交的匀强电场E和匀强磁场B，电 场方向竖直向下，有质量分别为m1、m2的a、b两带负电的微粒，a的电量为q1，恰能静止于场中空间的c点，b的电量为q2，在过c点的竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，在c点a、b相碰并粘在一起后做匀速圆周运动，则（）

A.a、b粘在一起后在竖直平面内以速率B(q1?q2)r做匀速圆周运动

c m1?m2B.a、b粘在一起后仍在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动

C.a、b粘在一起后在竖直平面内做半径大于r的匀速圆周运动 D.a、b粘在一起后在竖直平面内做半径为

q2r的匀速圆周运动 q1?q2B E 10．如图所示，宽h=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，现有一群正粒子从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（）

y/cm A．右边界:-4cm4cm和y<-4cm有粒子射出 C．左边界:y>8cm有粒子射出 O

2 x/cm D．左边界:0

y 11．如图所示，同一平面内有两根互相平行的长

直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，av 点在两导线的中间与两导线的距离均为r，b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r．现测得a点磁感应强度的大小为B，则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为 ，方向 ． O/ v x o a 第 - 2 - 页 共 5 页

12．一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B= ，射出点的坐标（ ， ） 。

三．计算题（（本题共3小题，共35分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。）

13．（10分）如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2m，上边沿导轨垂

?25?10kg均为金属棒ab，ab的电阻为0.5Ω．两金属棒一端通过直方向放一个质量为m＝

电阻R和电源相连．电阻R＝2Ω，电源电动势E＝6V，内源内阻r＝0.5Ω，如果在装置所在

的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止．（导轨光滑）求所加磁场磁感强度的大小和方向．

14．（12分）PQ为一根足够长的绝缘细直杆，处于竖直的平面内，与水平夹角为?斜放，空间充满磁感应强度B的匀强磁场，方向水平如图所示。一个质量为m，带有负电荷的小球套在PQ杆上，小球可沿杆滑动，球与杆之间的摩 擦系数为?（?

（1）小球最大加速度为多少？此时小球的速度是多少？ （2）下滑过程中，小球可达到的最大速度为多大？ 15．（13分）在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出。

（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B'，该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B'多大？此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少？

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参考答案

1. B 2. B 3、D 4、C 5、B 6、A 7、AB 8、B 9、D 10、AD

11 B/2，垂直纸面向外 12、（0，

3a）。

13.解：因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定向上且大小等于

重力，由左手定则可以判定B的方向水平向右，ab上的电流强度

I?E6?A?2AR?r?rab2?0.5?0.5．

F＝ILB＝mg

mg5?10?2?10B??T?1.25(T)IL2?0.2

14.（1） am?gsin?,v?mgcos?/qB

（2） vm?mg(sin???cos?)/?qB

15.（10分）

（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。

粒子由 A点射入，由 C点飞出，其速度方向改变了 90°，则粒子轨迹半径

R?r

又qvB?m

1 ○

2 ○

3 ○

v2 Rqv?则粒子的比荷 mBr

（2）粒子从 D 点飞出磁场速度方向改变了 60°角，故 AD 弧所对圆心角 60°，粒子做圆周运动的半径

R'?rcot30??3r

又

4 ○

R'?mv qB'

5 ○

所以

6 ○

B'?3B 3

粒子在磁场中飞行时间

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112?m3?r t?T???66qB'3v

7 ○

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