磁场单元测试题含详解答案

第十一章磁场章末自测 时间：90 分钟满分：100 分 第Ⅰ卷选择题 一、选择题(本题包括 10 小题，共40 分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项 正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不选的得 0 分) 1．20 世纪 50 年代，一些科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活 动影响地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地 磁场．连续的磁暴作用可维持地磁场，则外地核中的电流方向为(地磁场 N 极与 S 极在地球 表面的连线称为磁子午线)() A．垂直磁子午线由西向东 B．垂直磁子午线由东向西 C．沿磁子午线由南向北 D．沿磁子午线由北向南 解析：地磁场由南向北，地球内部磁场由北向南，根据安培定则可判断，外地核中电流 方向由东向西． 答案：B 图 1 2．如图1 所示，两根平行放置的长直导线a 和 b 载有大小相同、方向相反的电流， a 受 到的磁场力大小为 F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力的大小 变为 F2，则此时 b 受到的磁场力的大小变为() A．F2B．F1－F2 C．F2－F1D．2F1－F2 解析：对 a 导线，原来b 导线对 a 导线作用力为 F1，方向向左，假设加入的匀强磁场垂 直向里，如图 2 甲所示，则 a 导线受外加匀强磁场的作用力为 F′，则 F1、F′、F2之间有 下列关系： 图 2 F2＝F1－F′(F′＝F1－F2) 同理对 b 导线分析受力，如图 2 乙所示，故此时导线 b 受磁场作用力： F＝F1－F′＝F1－(F1－F2)＝F2 本题正确的答案为 A. 答案：A 3．带电体表面突出的地方电荷容易密集． 雷雨天当带电云层靠近高大建筑物时， 由于静 电感应，建筑物顶端会聚集异种电荷，避雷针通过一根竖直导线接通大地而避免雷击．你若 想知道竖直导线中的电流方向，进而判断云层所带电荷，安全可行的方法是() A．在导线中接入电流表 B．在导线中接入电压表 C．在导线中接入小灯泡 D．在导线旁放一可自由转动的小磁针 解析：根据小磁针静止时 N 极的指向判断出其所在处的磁场方向， 然后根据安培定则判 断出电流方向，既安全又可行． 答案：D 4．下列关于磁感线的说法正确的是() A．磁感线可以形象地描述磁场中各点的磁场方向，它每一点的切线方向都与小磁针放 在该点静止时 S 极所指的方向相同 B．磁感线总是从磁体的N 极出发，到磁体的 S 极终止 C．磁场的磁感线是闭合曲线 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列成的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 解析：磁感线的切线方向就是该点的磁场方向，磁场的方向规定为小磁针N 极受力的方 向，也就是小磁针静止时 N 极的指向，所以 A 项错误．在磁体的外部，磁感线从 N 极出发 指向 S 极．在磁体的内部，磁感线从 S 极指向 N 极，并且内、外形成闭合曲线，所以 B 项 错误，C 项正确．虽然磁感线是为了研究问题的方便人为引入的，我们也可以用细铁屑形象 地“显示”磁感线，但不能说没有细铁屑的地方就没有磁感线，所以D 项是错误的． 答案：C 图 3 5．如图 3 所示，一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动， 周期为 T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示．现加一垂直于轨道平面 的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则() A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0 B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0 C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0 D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0 2π 解析：因电荷在电场力作用下做匀速圆周运动，根据圆周运动知识有F 电＝m( )2r，若 T0 所加的磁场指向纸里，因电荷所受的洛伦兹力背离圆心，电荷所受的向心力减小，所以质点 运动的周期将增大，大于 T0.若所加的磁场指向纸外，因电荷所受的洛伦兹力指向圆心， 电荷 所受的向心力增大，所以质点运动的周期将减小，小于T0，正确选项为 A、D. 答案：AD 图 4 6．在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一质量为 m 的带正电小球，在该区域内 沿水平方向向右做直线运动，如图4 所示．关于场的分布情况可能的是() A．该处电场方向和磁场方向重合 B．电场竖直向上，磁场垂直纸面向里 C．电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v 垂直 D．电场水平向右，磁场垂直纸面向里 解析：带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力，是否受洛伦兹力需具体分析．A 选项中若电场、磁场方向与速度方向垂直，则洛伦兹力与电场力垂直，如果与重力的合力为 零就会做直线运动．B 选项中电场力、洛伦兹力都向上，若与重力合力为零，也会做直线运 动．C 选项电场力斜向里侧上方，洛伦兹力向外侧下方，若与重力合力为零，就会做直线运 动．D 选项三个力合力不可能为零，因此本题选A、B、C. 答案：ABC 图 5 7．(2007 年天津卷)如图 5 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() 3vv A.，正电荷B.，正电荷 2aB2aB 3vv C.，负电荷D.，负电荷 2aB2aB 图 6 a－R 由图可知：sin30°＝ R 2 可得 R＝ a 3 mv2q3v 又由 qvB＝得 ＝ . Rm2Ba 故选项 C 正确． 解析：带电粒子在磁场中的运动轨迹如图6 所示，根据左手定则可知粒子带负电荷． 图 7 答案：C 8．如图 7 所示，两平行金属板的间距等于极板的长度， 现有重力不计的正离子束以相同 的初速度 v0平行于两板从两板正中间射入． 第一次在两极板间加恒定电压， 建立场强为 E 的 匀强电场，则正离子束刚好从上极板边缘飞出．第二次撤去电场，在两极间建立磁感应强度 为 B、方向垂直于纸面的匀强磁场，正离子束刚好从下极板边缘飞出，则E 和 B 的大小之比 为() 5 A. v 0 4 1 C. v 0 4 解析：根据题意 d＝L① 1 B. v 0 2 D．v0 两板间为匀强电场时，离子做类平抛运动． 设粒子在板间的飞行时间为t，则 水平方向：L＝v0t② d1qE 竖直方向： ＝ at2＝t2③ 222m 两板间为匀强磁场时，设偏转半径为r d 由几何关系有 r2＝(r－ )2＋L2④ 2 2v0 又 qv0B＝m ⑤ r E5v0 ①②③④⑤联立得 ＝ . B4 答案：A 图 8 9． 如图 8 所示， 空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T 的匀强磁场， 一质量为 0.2 kg 且足够长的绝缘塑料板静止在光滑水平面上． 在塑料板左端无初速度放置一质量为0.1 kg、 带电荷量为＋0.2 C 的滑块，滑块与绝缘塑料板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静 摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对塑料板施加方向水平向左、大小为0.6