《2019-2020學(xué)年高中物理 第6章 磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用 章末綜合檢測(cè)（含解析）魯科版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第6章 磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用 章末綜合檢測(cè)（含解析）魯科版選修3-1（9頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、章末綜合檢測(cè)一、選擇題(本大題共12小題，每小題4分，共48分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1(多選)某地地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大約是4.0105 T，一根長為500 m的電線，電流為10 A，該導(dǎo)線可能受到的磁場(chǎng)力為()A0B0.1 NC0.3 N D0.4 N解析：當(dāng)電流垂直于磁場(chǎng)時(shí)，電線所受的安培力最大，為FmaxBIL0.2 N，因此導(dǎo)線可能受到的磁場(chǎng)力大小是00.2 N.答案：AB2有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法中，正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量B若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受
2、磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C若有一小段長為l、通以電流I的導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中某處受到的安培力為F，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小一定是D由定義式B可知，電流I越大，導(dǎo)線l越長，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小解析：A項(xiàng)是磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義，A正確；由FBIlsin 知，F(xiàn)0時(shí)，B不一定為零，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)缺乏IB 的條件，故C錯(cuò)誤；B為定義式，B與F、I、l均無關(guān)，D錯(cuò)誤，故選A.答案：A3(多選)如圖所示是用電子射線管演示帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中虛線是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，那么下列關(guān)于此裝置的說法正確的有()AA端接的是高壓直流電源的正極BA端接的是高壓直流電源的負(fù)極CC端是蹄形磁鐵
3、的N極DC端是蹄形磁鐵的S極解析：A端發(fā)射電子，要接高壓直流電源的負(fù)極，軌跡向下偏，由左手定則判知，C端是N極答案：BC4把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它的下端剛好跟杯里的水銀面相接觸，并使它組成如圖所示的電路當(dāng)開關(guān)S接通后，看到的現(xiàn)象是()A彈簧向上收縮 B彈簧被拉長C彈簧上下跳動(dòng) D彈簧仍靜止不動(dòng)解析：因?yàn)橥姾?，彈簧中每一圈之間的電流是同向的，互相吸引，彈簧縮短，電路就斷開了，一斷開就沒電流了，彈簧就又掉下來，接通電路，之后彈簧重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，故彈簧上下跳動(dòng)答案：C5圖中的磁場(chǎng)區(qū)域以豎直虛線為界，兩邊磁感應(yīng)強(qiáng)度B1B2，當(dāng)帶電粒子從B1區(qū)域運(yùn)動(dòng)到B2區(qū)域后，粒子的()A速率將減小
4、 B動(dòng)能將減小C周期將增大 D周期將減小解析：粒子只受洛倫茲力作用速率不變、動(dòng)能不變(洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功)，由T得知，m、q不變，B減小，T增大，只有C選項(xiàng)正確答案：C6. 目前，世界上正在研究一種叫磁流體發(fā)電機(jī)的新型發(fā)電機(jī)如圖表示了它的發(fā)電原理：將一束等離子體(高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒)噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓如果射入的等離子體的初速度為v，兩金屬板的板長(沿初速度方向)為L，板間距離為d，金屬板的正對(duì)面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于離子初速度方向，負(fù)載電阻為R，等離子體充滿兩板間的空間當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)
5、電時(shí)，電流表的示數(shù)為I，那么板間等離子體的電阻率為()A. B.C. D.解析：等離子體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，qvBq，即UBdv，當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，I，r，解得，故A正確答案：A7(多選)如圖所示的空間有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，一質(zhì)量m，帶電量q的小環(huán)沿不光滑的豎直絕緣桿自靜止開始下滑，則()A小環(huán)的加速度不斷減小直至為零B小環(huán)的加速度先增大后減小直至為零C小環(huán)的速度先增大后減小直至為零D小環(huán)的動(dòng)能不斷增大直至某一最大值解析：可假設(shè)小環(huán)帶正電來進(jìn)行分析，小環(huán)水平方向始終靜止，合力為零，豎直方向從靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，故得：x：qEqvBN，y：mgNma，隨速度v的增大，N
6、先減小到零后又反向增大，a先增大到g后又減小到零再保持不變；當(dāng)a0時(shí)速度達(dá)到最大值，以后速度保持不變，故BD選項(xiàng)正確答案：BD8(多選)電磁軌道工作原理如圖所示待發(fā)射彈炮體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的辦法是()A只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍B只將電流I增加至原來的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?
7、倍，其他量不變解析：通電的彈體在安培力作用下加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)安BId，BkI，故F安I2，根據(jù)動(dòng)能定理F安Lmv2得vI，故選項(xiàng)B、D正確，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤或根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v22aL，也可得出vI .答案：BD9(多選)如圖所示，abcd是一個(gè)邊長為L的正方形區(qū)域，內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里，在ab邊的中點(diǎn)垂直ab方向射入電量為q、質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)，為使帶電粒子只從ad邊射出，則粒子入射的速度大小可以是()A. B.C. D.解析：粒子分別以最小速度、最大速度入射時(shí)的軌跡如圖所示，由得：2rL，rL，v小.由得：r2L2(r)2，rL，v大.B、C、D選項(xiàng)的速度在上述速
8、度范圍之內(nèi)，故B、C、D正確答案：BCD10如圖所示，通電圓線圈套在條形磁鐵右端，磁場(chǎng)對(duì)通電線圈作用的結(jié)果是()A圓面有被拉大的傾向B圓面有被壓小的傾向C線圈將向上平移D線圈將向右平移解析：線圈處在如圖所示的磁場(chǎng)中，線圈中電流的截面圖上方向外，下方向里，由左手定則知受力如圖所示，則在安培力的作用下，線圈有被壓小的趨勢(shì)，F(xiàn)的水平分量將使線圈向左平移，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B111930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器其原理如圖所示，這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是()A離子由加速器的中心附近離開加速器B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C離子從磁場(chǎng)中
9、獲得能量D離子從電場(chǎng)中獲得能量解析：回旋加速器的兩個(gè)D形盒間隙分布周期性變化的電場(chǎng)，不斷地給帶電粒子加速使其獲得能量；而D形盒處分布有恒定不變的磁場(chǎng)，具有一定速度的帶電粒子在D形盒內(nèi)受到磁場(chǎng)的洛倫茲力提供的向心力而做圓周運(yùn)動(dòng)；洛倫茲力不做功，故不能使離子獲得能量，C錯(cuò)；離子源在回旋加速器的中心附近，所以正確選項(xiàng)為D.答案：D12(多選)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會(huì)形成電勢(shì)差UCD，下列說法中正確的是()A電勢(shì)差UCD僅與材料有關(guān)B若霍爾元件的載流子是自由電子
10、，則電勢(shì)差UCD0C僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢(shì)差UCD的絕對(duì)值變大D在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平解析：若霍爾元件的載流子是自由電子，由左手定則可知，開始時(shí)電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn)，則電勢(shì)差UCD0，選項(xiàng)B正確；載流子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下處于平衡時(shí)，設(shè)霍爾元件的長、寬、高分別為a、b、c，則qqvB，InqSvnqvbc，所以|UCD|，電勢(shì)差UCD不僅與材料有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，電勢(shì)差UCD的絕對(duì)值變大，選項(xiàng)C正確；在測(cè)定地球赤道上方的地磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持豎直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：BC二、非選擇題(本題共4小題，共52分，按題目要求作答，計(jì)算題應(yīng)
11、寫出必要的文字說明、方程式和重要的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)13(8分)如圖帶電液滴從h高處自由下落，進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)互相垂直的區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周的半徑是多少？解析：由題意知液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有：qvBm，mgqE，從場(chǎng)外自由下落，機(jī)械能守恒mghmv2，解得r.答案：14(14分)某電子天平原理如圖所示，E形磁鐵的兩側(cè)為N極，中心為S極，兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁極寬度均為L，忽略邊緣效應(yīng)一正方形線圈套于中心磁極，其骨架與秤盤連為一體，線圈兩端C
12、、D與外電路連接當(dāng)質(zhì)量為m的重物放在秤盤上時(shí)，彈簧被壓縮，秤盤和線圈一起向下運(yùn)動(dòng)(骨架與磁極不接觸)，隨后外電路對(duì)線圈供電，秤盤和線圈恢復(fù)到未放重物時(shí)的位置并靜止，由此時(shí)對(duì)應(yīng)的供電電流I可確定重物的質(zhì)量已知線圈匝數(shù)為n，線圈電阻為R，重力加速度為g.(1)供電電流I是從C端還是D端流入？求重物質(zhì)量與電流的關(guān)系(2)若線圈消耗的最大功率為P，該電子天平能稱量的最大質(zhì)量是多少？解析：(1)秤盤和線圈向上恢復(fù)到未放置重物時(shí)的位置靜止，說明安培力的方向向上，由左手定則即可判斷出電流的方向是逆時(shí)針方向(從上向下看)，電流由C流出，由D流入兩極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁極寬度均為L，線圈匝數(shù)為n，左右兩
13、側(cè)受力相等，由F安mg和F安2nBIL，得mI.(2)設(shè)稱量的最大質(zhì)量為m0，由mI和PI2R，得m0.答案：見解析15(14分)如圖所示，在與水平方向成60角的光滑金屬導(dǎo)軌間連一電源，在相距1 m的平行導(dǎo)軌上放一重為3 N的金屬棒ab，棒上通過3 A的電流，磁場(chǎng)方向豎直向上，這時(shí)棒恰好靜止，求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(2)ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力(3)若要使B取值最小，其方向應(yīng)如何調(diào)整？并求出最小值解析：(1)棒靜止時(shí)，其受力如圖所示則有：FGtan 60，即BILGtan 60，BT.(2)ab棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力與N大小相等N6 N.(3)若要使B取值最小，即安培力F最小顯然當(dāng)F平行于斜面向上時(shí)
14、，F(xiàn)有最小值，此時(shí)B應(yīng)垂直斜面向上，且有：FGsin 60，所以BminILGsin 60，Bmin T.答案：(1) T(2)6 N(3)B應(yīng)垂直斜面向上 T16(16分)如圖所示，在水平線ab的下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向豎直向下，ab的上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里磁場(chǎng)中有一內(nèi)、外半徑分別為R、R的半圓環(huán)形區(qū)域，外圓與ab的交點(diǎn)分別為M、N.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子在電場(chǎng)中P點(diǎn)靜止釋放，由M進(jìn)入磁場(chǎng)，從N射出不計(jì)粒子重力(1)求粒子從P到M所用的時(shí)間t；(2)若粒子從與P同一水平線上的Q點(diǎn)水平射出，同樣能由M進(jìn)入磁場(chǎng)，從N射出粒子從M到N的過程中，始
15、終在環(huán)形區(qū)域中運(yùn)動(dòng)，且所用的時(shí)間最少，求粒子在Q時(shí)速度v0的大小解析：(1)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，所受洛倫茲力提供向心力，有qvBm設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受電場(chǎng)力為F，有FqE設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有Fma粒子在電場(chǎng)中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有vat聯(lián)立式得t(2)粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期與速度、半徑無關(guān)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間只由粒子所通過的圓弧所對(duì)的圓心角的大小決定故當(dāng)軌跡與內(nèi)圓相切時(shí)，所用的時(shí)間最短設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌跡半徑為r，由幾何關(guān)系可得(rR)2(R)2r2設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與ab的夾角為，即圓弧所對(duì)圓心角的一半，由幾何關(guān)系知tan 粒子從Q射出后在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)方向上的分運(yùn)動(dòng)和從P釋放后的運(yùn)動(dòng)情況相同，所以粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)沿豎直方向的速度同樣為v.在垂直于電場(chǎng)方向上的分速度始終等于v0，由運(yùn)動(dòng)的合成和分解可得tan 聯(lián)立式得v0答案：(1)(2)LK- 9 -
2019-2020學(xué)年高中物理 第6章 磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用 章末綜合檢測(cè)（含解析）魯科版選修3-1
