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第三單元 磁場 注意事項(xiàng)： 1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷和答題卡一并上交。 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題4分，共40分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)正確) 1. 下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A. 奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) B. 安培發(fā)明了電流產(chǎn)生的磁場的方向的判定方法 C. 安培首先提出了磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用 D. 安培首先提出了分子電流假說 2. 關(guān)于磁場，以下說法正確的是(　　) A. 電流在磁場中某點(diǎn)不受磁場力作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 B. 磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)公式，它跟F、I、L都有關(guān) C. 磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于該點(diǎn)的磁場方向 D. 磁場中任一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于磁通密度，即垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的單位面積的磁通量 3．如圖所示，通電螺線管ab外部的小磁針N極指向右方，若在螺線管內(nèi)部的c點(diǎn)也放進(jìn)一個(gè)小磁針，則以下判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)端接電源負(fù)極，c點(diǎn)處小磁針N極指向左方 B．a(chǎn)端接電源負(fù)極，c點(diǎn)處小磁針N極指向右方 C．a(chǎn)端接電源正極，c點(diǎn)處小磁針N極指向右方 D． a端接電源正極，c點(diǎn)處小磁針N極指向左方 4．圖中a、b、c為三根與紙面重直的固定長直導(dǎo)線，其截面位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上，bc沿水平方向，導(dǎo)線中均通有大小相等的電流，方向如圖所示，O點(diǎn)為三角形的中心（O到三個(gè)頂點(diǎn)的距離相等），則(　　) A．O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零 B．O點(diǎn)的磁場方向垂直O(jiān)c向下 C．導(dǎo)線a受到的安培力方向豎直向上 D．導(dǎo)線b受到的安培力方向沿bc連線方向指向c 5．如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有一矩形線圈abcd，且ab = L1，ad = L2，通有逆時(shí)針方向的電流I，讓它繞cd邊轉(zhuǎn)過某一角度時(shí)，使線圈平面與磁場夾角為θ，則(　　) A．穿過線圈的磁通量為Φ = BL1L2sin θ B．穿過線圈的磁通量為Φ = BL1L2cos θ C．cd邊受到的安培力為F = BIL1sin θ D．a(chǎn)b邊受到的安培力為F = BIL1cos θ 6. 如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒。當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可將導(dǎo)體棒置于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時(shí)針轉(zhuǎn)至水平向左的過程中，保持導(dǎo)體棒靜止，關(guān)于B的大小的變化，正確的說法是(　　) A. 逐漸增大 B. 逐漸減小 C. 先減小后增大 D. 先增大后減小 7. 一帶正電荷的小球沿光滑、水平、絕緣的桌面向右運(yùn)動(dòng)，如圖所示，速度方向垂直于勻強(qiáng)磁場。小球飛離桌面后，最終落在水平地面上。設(shè)飛行時(shí)間為t1，水平射程為s1，著地速率為v1。現(xiàn)撤去磁場，其他條件不變，小球飛行時(shí)間為t2，水平射程為s2，著地速率為v2，則有(　　) A .v1>v2 B. v1=v2 C. s1=s2 D. t1s2，t1>t2，C、D錯(cuò)。 8.【答案】A 【解析】從第一磁場進(jìn)入后一磁場的帶電粒子一定滿足Eq = Bqv，即，這些粒子速度相同。而在后一磁場中，，由于v、B相同，而R不同，所以比荷不同，故選項(xiàng)A正確。 9.【答案】C 【解析】如圖所示，當(dāng)斜向上射入時(shí)，粒子恰好垂直PQ射出磁場，根據(jù)幾何關(guān)系可知，當(dāng)斜向下射入時(shí)，粒子恰好不從右邊界射出，即與邊界相切，根據(jù)幾何關(guān)系可得，解兩式可得R =2a，帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)，可得。當(dāng)斜向下射入時(shí)，粒子恰好不從右邊界射出，即與邊界相切，根據(jù)幾何關(guān)系可知此時(shí)對(duì)應(yīng)的圓心角為120，所以用時(shí)間為，故C對(duì)。 10．【答案】D 【解析】當(dāng)泵體上表面接電源的負(fù)極時(shí)，電流從下向上流過泵體，這時(shí)受到的磁場力水平向右，不會(huì)拉動(dòng)液體，故A錯(cuò)誤；根據(jù)安培力公式F =BIL2 ，故B錯(cuò)誤；根據(jù)電阻定律，泵體內(nèi)液體的電阻，因?yàn)殡娐窞榉羌冸娮桦娐?，所以流過泵體的電流，電源提供的功率，故C錯(cuò)誤；若t時(shí)間內(nèi)抽取液體的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律，則這部分液體離開泵時(shí)的動(dòng)能為，故D正確。 二、多項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題，4分，共20分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分) 11.【答案】CD 【解析】兩通電導(dǎo)體有相互作用的原因是通過磁體之間的磁場的作用產(chǎn)生的，故A錯(cuò)誤；通電線圈產(chǎn)生磁場的原因是電流的周圍存在磁場，與分子電流無關(guān)，故B錯(cuò)誤；安培提出的分子環(huán)形電流假說，解釋了為什么磁體具有磁性，說明了磁現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)，故C正確；安培認(rèn)為，在原子、分子或分子團(tuán)等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流—分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都形成一個(gè)微小的磁體，未被磁化的物體，分子電流的方向非常紊亂，對(duì)外不顯磁性；磁化時(shí)，分子電流的方向大致相同，于是對(duì)外界顯出顯示出磁性，故D正確。 12. 【解析】如圖乙所示，O1和O2分別為兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)從P、Q兩點(diǎn)射出的粒子的軌跡所在圓的圓心，由圖可以看出兩圓心角相等，由于兩粒子比荷相等，據(jù)知兩粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)周期相等，所以兩粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長。從Q點(diǎn)射出的粒子半徑大，根據(jù)知，其速度也大。 【答案】AD 13.【解析】帶電小球一定帶正電荷，從a點(diǎn)滑下時(shí)，靜電力qE和洛倫茲力qvB的方向均向上，它們的合力與重力mg平衡，因此在板間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球從較低的b點(diǎn)滑下到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度vqE+qvB，帶電小球的軌跡將向下彎曲，重力做正功，則帶電小球的動(dòng)能增大，A正確；靜電力做負(fù)功，洛倫茲力不做功，電勢(shì)能將增大，B正確；小球所受靜電力大小和方向都不會(huì)改變，而由于動(dòng)能增大，則小球所受洛倫茲力將會(huì)增大，C、D錯(cuò)誤。 【答案】AB 14.【答案】CD 【解析】帶電粒子在磁場中向左偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則，知該粒子帶正電，A錯(cuò)誤；所有打在A1A2上的粒子，在磁場B?中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于，，則，與帶電粒子的比荷有關(guān)，B錯(cuò)誤；粒子經(jīng)過速度選擇器時(shí)所受的電場力和洛倫茲力平衡，有：，則，C正確；經(jīng)過速度選擇器進(jìn)入磁場B?的粒子速度相等，根據(jù)知，粒子打在A1A2上的位置越靠近P，則半徑越小，粒子的比荷越大，D正確。 15.【答案】BD 【解析】帶電粒子只有經(jīng)過A、C板間時(shí)被加速，即帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次，電場的方向沒有改變，故B、D正確；根據(jù)知，，所以，故C錯(cuò)誤；當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí)，速度最大，根據(jù)知加速粒子的最大速度與D形盒的半徑有關(guān)，所以A錯(cuò)誤。 四、計(jì)算題(本大題共4小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 16. (6分) 解：(1) A，方向由b指向a。 (2) F安＝BIL＝0.40 N。 (3)導(dǎo)體棒受力如圖所示，有：F1＝mgsin 37＝0.30 N F1＜F安，導(dǎo)體棒靜止，根據(jù)平衡條件得：F1＋Ff ＝F安 解得：Ff ＝0.10 N 方向沿導(dǎo)軌平面向下。 17．(10分) 【解析】(1)在加速電場中有： 可得： 在偏轉(zhuǎn)電場中，設(shè)飛行時(shí)間為t，加速度為a，豎直分速度為vy，則 水平方向有：L = vt 豎直方向有：vy = at，， 聯(lián)立可得：。 (2)電子在偏轉(zhuǎn)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，如圖所示，設(shè)軌跡圓的半徑為R，則有： 由幾何關(guān)系得： 聯(lián)立可得： 由上式可知增大偏轉(zhuǎn)角θ?的方法有：保持其他條件不變時(shí)，或增加磁感應(yīng)強(qiáng)度B，或增加圓形磁場的半徑r，或減小加速電壓U等。 18．(12分) 【解析】(1)微粒進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌道半徑為r，由牛頓第二定律有： 由幾何關(guān)系知：r = h 代入數(shù)據(jù)解得：B = 0.01 T。 (2)設(shè)微粒在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t， 加速度為a，做類平拋運(yùn)動(dòng) 水平方向：L = vt 豎直方向：qE = ma 代入數(shù)據(jù)解得：t = 210－4 s，L = 2 m。 (3)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： 粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的總時(shí)間：t總 = t1 + t = 5.1410－4 s。 19. (12分) 【解析】(1)若粒子經(jīng)時(shí)間恰好垂直打在CD上，粒子的軌跡必定為3個(gè)四分之一圓周，如圖，由幾何關(guān)系得，運(yùn)動(dòng)半徑 由洛倫茲力提供向心力得： 運(yùn)動(dòng)中的加速度為： 聯(lián)立解得：，。 (2)若要使粒子恰能沿DC方向通過C點(diǎn)，粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間必定為磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期的整數(shù)倍，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可得，軌道半徑 (n =0、1、2、3、…) 由由洛倫茲力提供向心力得： 解得：(n =0、1、2、3、…) 粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期為： 磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期：T0 = T 解得： (n =0、1、2、3、…)。