高二物理选修31磁场测试题A

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一、单项选择题

1、关于电流的磁场，下列说法正确的是

A、直线电流的磁场只分布在垂直于导线的某一个平面内 B、直线电流的磁感线是一些同心圆，距离导线越远处磁感线越密 C、通电螺线管外部的磁场分布与条形磁铁的相同，在螺线管内部无磁场 D、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁场方向都可以用右手安培定则来判定 2、如图3A-1示，点P在与通电直导线垂直的圆周面上，则P点的磁场方向为：

A、垂直纸面向里 B、垂直纸面向外 C、水平向左 D、水平向右 3、有关磁感强度B，下列说法正确的是

I F知，B与F成正比，与IL成反比 ILFB、由B知，B的方向就是F的方向

ILC、B是磁场的性质，由磁场自身因素决定，与外界无关

D、电流在磁场中某处受力为零时，该处的磁感强度B一定等于零

A、由B4、下列有关磁感应线的说法中，正确的是：

A、在磁场中存在着一条一条的磁感线 B、磁感线是起于N极，止于S极 C、磁感线越密集处磁场越强

D、磁感线的切线方向就是磁场对电流的作用力的方向

P 图3A-1 5、如图3A-2示，小磁针放在螺线管的内部，开始时，小磁针处在水平面上，并可以自由转动，则当开关闭合后，小磁针的状态为：

A、小磁针在水平面上转动，最终停在N极水平向左的位置 B、小磁针在水平面上转动，最终停在N极水平向右的位置 C、小磁针在竖直面内转动，最终停在N极竖直向上的位置 D、小磁针在竖直面内转动，最终停在N极竖直向下的位置

S

N

图3A-2

图3A-3

6、如图3A-3所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与通电直导线共面，若使

线框逐渐远离（平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将 A、逐渐减小 B、逐渐增大 C、保持不变 D、不能确定 O a 二、多项选择题 7、要使通电矩形线圈abcd(电流方向如图3A-4所示)绕轴线OO1逆时针转动（从上往下看），则可以采取的措施是： （ ） A、线圈中电流方向不变，增加水平向右的匀强磁场 d B、线圈中电流方向不变，增加水平向左的匀强磁场 C、线圈中电流方向反向，并增加水平向左的匀强磁场 D、线圈中电流方向反向，并增加水平向右的匀强磁场

8、如图3A-5所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是 ① 若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小 ② 若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大 ③ 若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大 ④ 若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小

A、①② B、①③ C、②③ D、②④

9、 关于洛伦兹力，下列说法中正确的是： （） A、洛伦兹力始终垂直磁感应强度。 B、洛伦兹力始终垂直运动电荷的速度方向。 C、洛伦兹力永远不改变运动电荷的动能。

D、电荷在磁场中运动时，电荷所受的洛伦兹力、电荷的运动方向、磁场的磁感应强度总是相互垂直的。

图3A-5

b

c

O1 图3A-4 弹簧秤 10、三个电子分别以大小为V、2V、3V的速度与磁场方向垂直进入同一匀强磁场，它们在

磁场中（不计电子的重力作用）： [ ] A、运动半径之比为1:2:3 B、运动的周期之比为1:1:1 C、运动半径之比为12:22:32 D、运动的周期之比为1:11: 23

三、填空或实验题

11、马蹄形铁芯上绕有通电线圈，它的上方一小磁针静止时，N极的指向如图3A-6示，请在图中画出绕线方向。

S

A

N

B

图3A-7

图3A-6

12、为观察磁场对运动电荷的作用力，把电子射线管（A为其阴极），放在蹄形磁轶的N、S两极间（如图3A-7所示），射线管的AB两极分别应该接在直流高压电源的 极和 极（填“正”或“负”）。此时，荧光屏上的电子束运动径迹 偏转。（填“向上”、“向下”或“不”）。

四、计算题、论述题

13、试通过定量计算说明通电导线在磁场中受的安培力是导线中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。

14、质量为m、带电量为q的电荷以垂直磁场的速度v射入磁感应强度为B的匀强磁场中，试说明粒子为什么作圆周运动，并求出其周期和半径的表达式（忽略重力作用）。

15、两条相距为1m的水平金属导轨上放置一根导电棒ab，处于竖直方向的匀强磁场中，如图3A-8示，导电棒的质量是1.2kg，当棒中通入2安培的电流时（电流方向是从a到b），它可在导轨上向右匀速滑动，如电流增大到4A时，棒可获得0.5m/s2的加速度。求：（1）磁场的方向？（2）磁场的磁感强度的大小。

b a

图3A-8

16、如图3A-9，电荷量为q、质量为m的离子，在狭缝S1处速度接近零，经加速电场U=705伏的电压加速后，从狭缝S3进入B=3.85×10-1T的匀强磁场，从照相底片上量得离子作匀速圆周运动的半径R=5.0cm。

（1）试判断S1、S2两处，哪处电势较高。

（2）求离子的荷质比。 S1 u 底片 S2 S3

B

图3A-9

答案

选择题

1 D 2 D 3 C 4 C 5 A 6 A D 7 BC 8 ABC 9 AB 10 A11、略

12、负、正，向下

13、解：电子在磁场感应强度为B的磁场中以速度V运动时，受到的洛仑兹力的大小为：fevB （1）

设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷所带的电荷

量为e，自由电荷沿导体定向移动的速率为v，则导体中的电流I的微观表达式：Inevs （2）

当一段长为L，通电电流为I的导体垂直放置在磁感应强度为B的磁场时，导体受到的安培力为：FBIL （3）

由（1）（2）（3）得：FBILBL(nevs)nsL(evB)Nf

N为导体内总的电子数，f为一个在北场中受到的洛仑兹力的大小。

由此可见，通电导线在磁场中受的安培力是导线中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。 14、解：电荷在磁场中运动时，受到的洛仑兹力总是和速度垂直，洛仑兹力不改变速度的大小，只改变速度的方向，因此，电荷作圆周运动。

电荷在作圆周运动时，兹仑兹力提供向心力，有：

v2 qvBm （1）

R v2R （2） Tmv （3） qB2m qBb 由（1）得：R由（2）、（3）得：T15、解：由题意可知，导电棒在运动的过程中受到安培力和摩擦力 的作用，如图所示：

f 由左手定则可知，磁场方向向上；

当电流为2A时，导电棒作匀速运动，有 BI1Lf （1）

当电流为4A时，有：BI2Lfma （2） 由（1）（2）得：B=0.3T

a F 图3A-8

16、解：① 由粒子进磁场后的运动轨迹可判定该粒子带负电，负电荷在电场中被加速，电场力做正功，∴ US2 > US1 ② 粒子经加速电场加速有 qU12mv 2mv qB 进入匀强磁场做匀速圆周运动，轨道半径 R 由上面两式可得粒子荷质比

q2U2705223.8106库/千克 22mRB(5.0100.385)