章末綜合測評(一)磁場一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示，通電導(dǎo)線由Ⅰ位置繞固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置，該導(dǎo)線所受安培力大小()A．變大 B．變小C．不變 D．不能確定2．兩足夠長的直導(dǎo)線POF與EO′Q垂直疊放，相互絕緣，通有大小相等的電流I，電流方向如圖所示。若其中一根足夠長的直導(dǎo)線通過電流I時(shí)，在距離導(dǎo)線d處所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為()A．B、0 B．0、2BC．2B、2B D．B、B3．如圖所示，一根有質(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸于a、b兩點(diǎn)，棒的中部處于方向垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時(shí)懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可以()A．適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度 B．使磁場反向C．適當(dāng)增大電流 D．使電流反向4．下列四幅圖關(guān)于各物理量方向間的關(guān)系中，正確的是()ABCD5．如圖所示，甲、乙兩個(gè)帶等量異種電荷而質(zhì)量不同的帶電粒子，以相同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場邊界MN，進(jìn)入方向垂直紙面對外的勻強(qiáng)磁場，在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，并垂直打在磁場邊界MN上，運(yùn)動軌跡如圖中虛線所示。不計(jì)粒子所受重力、空氣阻力和粒子間的相互作用，下列說法正確的是()A．甲帶負(fù)電荷，乙?guī)д姾葿．甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量C．洛倫茲力對甲做正功D．甲在磁場中運(yùn)動的時(shí)間等于乙在磁場中運(yùn)動的時(shí)間6．有一混合正離子束先后通過正交勻強(qiáng)電磁場區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ，如圖所示，假如這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，不計(jì)離子重力及離子間的相互作用，則它們肯定具有相同的()①速度；②質(zhì)量；③電量；④比荷A．①③ B．②③④C．①④ D．①②③④7．如圖所示為一種回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連，現(xiàn)分別加速氘核(21H)和氦核A．它們在D形盒中運(yùn)動的周期不相同B．僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能C．它們的最大動能相同D．它們的最大速度相同二、多項(xiàng)選擇題8．如圖所示，光滑絕緣軌道ABP豎直放置，其軌道末端切線水平，在其右側(cè)有一正交的勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域，電場豎直向上，磁場垂直紙面對里，一帶電小球從軌道上的A點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入場區(qū)后，恰好沿水平方向做直線運(yùn)動。則可判定()A．小球帶負(fù)電B．小球帶正電C．若小球從B點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)入場區(qū)后將馬上向上偏D．若小球從B點(diǎn)由靜止滑下，進(jìn)入場區(qū)后將馬上向下偏9．如圖所示，有兩根長為L，質(zhì)量為m的細(xì)導(dǎo)體棒a、b；a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上，b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它們之間的距離為x，當(dāng)兩細(xì)棒中均通以電流強(qiáng)度為I的同向電流時(shí)，a恰能在斜面上保持靜止，則下列關(guān)于b的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的說法正確的是()A．方向向上B．大小為2C．要使a仍保持靜止，而減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可使b上移D．若使b下移，a將不能保持靜止10．如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖，帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點(diǎn)初速度為0)后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，最終分別打在感光板S上的x1、x2處。圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑，則()A．a(chǎn)的質(zhì)量肯定大于b的質(zhì)量B．a(chǎn)的電量肯定大于b的電量C．a(chǎn)運(yùn)動的時(shí)間小于b運(yùn)動的時(shí)間D．a(chǎn)的比荷大于b的比荷三、非選擇題11．(2024·廣東深圳平岡中學(xué)高二期中)某愛好小組的同學(xué)為了測量如圖甲所示的磁極已知的方形磁鐵表面旁邊的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，設(shè)計(jì)了如圖乙所示的裝置，圖乙中兩根完全相同的彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣連接。已知方形磁鐵的長度遠(yuǎn)大于金屬棒的長度，現(xiàn)進(jìn)行如下操作：a．?dāng)嚅_開關(guān)S，用刻度尺測量兩根輕彈簧的長度均為l1；b．用刻度尺測量金屬棒ab的長度為L；c．將方形磁鐵置于金屬棒ab旁邊，使方形磁鐵在金屬棒ab處的磁場垂直于紙面對里(可視為勻強(qiáng)磁場)；d．閉合開關(guān)S，待系統(tǒng)穩(wěn)定后，記錄電流表的示數(shù)為I，用刻度尺測量兩根輕彈簧的長度均為l2；e．保持方形磁鐵與金屬棒ab的距離不變，在小范圍內(nèi)變更方形磁鐵相對于金屬棒ab的位置，重復(fù)試驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}：(1)兩根輕彈簧的長度l2________l1(選填“>”“＝”或“<”)；(2)試驗(yàn)中________(選填“須要”或“不須要”)測量金屬棒ab的質(zhì)量；(3)已知輕彈簧的勁度系數(shù)為k，則方形磁鐵表面旁邊磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝________。(用已知量和測量的物理量表示)12．(2024·安徽定遠(yuǎn)育才學(xué)校高二期中)電磁血流量計(jì)是運(yùn)用在心血管手術(shù)和有創(chuàng)外科手術(shù)的精密監(jiān)控儀器，可以測量血管內(nèi)血液的流速。如圖甲所示，某段監(jiān)測的血管可視為規(guī)則的圓柱體模型，其前后兩個(gè)側(cè)面a、b上固定兩塊豎直正對的金屬電極板(未畫出，電阻不計(jì))，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.12T的勻強(qiáng)磁場方向豎直向下，血液中的正負(fù)離子隨血液一起從左至右水平流淌，則a、b電極間存在電勢差。(1)若用多用電表監(jiān)測a、b電極間的電勢差，則圖甲中與a相連的是多用電表的________色表筆(選填“紅”或“黑”)；(2)某次監(jiān)測中，用多用電表的“250μV”擋測出a、b電極間的電勢差U，如圖乙所示，則U＝______________________μV；(3)若a、b電極間的距離d為3.0mm，血管壁厚度不計(jì)，結(jié)合(2)中數(shù)據(jù)可估算出血流速度為________m/s(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(4)為了測量動脈血流接入電路的電阻，某小組在a、b間設(shè)計(jì)了如圖丙所示的測量電路。閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，由多組靈敏電流計(jì)G的讀數(shù)I和電阻箱的示數(shù)R，繪制出1I-R圖像為一條傾斜的直線，且該直線的斜率為k，縱截距為b，如圖丁所示。已知靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻為Rg，則血液接入電路的電阻為__________(用題中的字母k、b、Rg13．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1m的平行導(dǎo)軌上放一重為3N的金屬棒ab，棒上通過3A的電流，磁場方向豎直向上，這時(shí)棒恰好靜止，求：(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(2)ab棒對導(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。14．如圖所示，在x軸上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場。x軸下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，方向垂直紙面對外的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為m、電量為－q的帶電粒子(不計(jì)重力)，從x軸上O點(diǎn)以速度v0垂直x(1)射出之后經(jīng)多長時(shí)間粒子其次次到達(dá)x軸；(2)粒子其次次到達(dá)x軸時(shí)離O點(diǎn)的距離。15．兩塊金屬板a、b平行放置，板間存在與勻強(qiáng)電場正交的勻強(qiáng)磁場，假設(shè)電場、磁場只存在于兩板間的空間區(qū)域。一束電子以肯定的初速度v0從兩極板中間，沿垂直于電場、磁場的方向射入場中，無偏轉(zhuǎn)地通過場區(qū)，不計(jì)電子重力，如圖所示，已知板長l＝10cm，兩板間距d＝3.0cm，兩板間電勢差U＝150V，v0＝2.0×107m/s。(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)若撤去磁場，求電子穿過電場時(shí)偏離入射方向的距離，以及電子通過場區(qū)后動能的增加量(電子所帶電量的大小與其質(zhì)量之比em＝1.76×1011C/kg，電子帶電量的大小e＝1.60×10-19章末綜合測評(一)12345678910CBCBBCDBDACDCD1．C[通電導(dǎo)線由Ⅰ位置繞固定軸轉(zhuǎn)到Ⅱ位置的過程中，F(xiàn)、I與B三者大小不變且方向總是相互垂直的，所以F的大小不變。故C正確。]2．B[依據(jù)安培定則可知，兩根導(dǎo)線在M處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反，疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0；豎直方向的導(dǎo)線和水平方向的導(dǎo)線在N處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相同，疊加后磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，故B正確。]3．C[首先對MN進(jìn)行受力分析：受豎直向下的重力G，受兩根軟導(dǎo)線的豎直向上的拉力和安培力。受力平衡時(shí)，有2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不變，欲使拉力F減小到0，應(yīng)增大安培力BIL，所以可增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B或增加通過金屬棒中的電流I，或二者同時(shí)增大，故C正確。]4．B[由左手定則可知，安培力的方向總是與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故A錯(cuò)誤；磁場的方向向下，電流的方向向里，由左手定則可知安培力的方向向左，故B正確；由左手定則可知，洛倫茲力的方向總是與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故C錯(cuò)誤；通電螺線管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場的方向沿螺線管的軸線方向，由題圖D可知電荷運(yùn)動的方向與磁感線的方向平行，不受洛倫茲力，故D錯(cuò)誤。]5．B[在P點(diǎn)，帶電粒子速度方向向下，磁場方向垂直紙面對外，甲受向左的洛倫茲力，依據(jù)左手定則可知，甲帶正電荷；同理在P點(diǎn)，乙受向右的洛倫茲力，依據(jù)左手定則可知，乙?guī)ж?fù)電荷，A錯(cuò)誤；粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，依據(jù)牛頓其次定律，有qvB＝mv2R，解得R＝mvqB；由于q、v、B大小均相同，甲的軌跡半徑比乙的軌跡半徑大，則甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，故B正確；依據(jù)左手定則，洛倫茲力與速度垂直，故洛倫茲力永不做功，故C錯(cuò)誤；帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期T＝2πRv＝2πmqB，粒子在磁場中運(yùn)動半個(gè)周期的時(shí)間t＝6．C[在區(qū)域Ⅰ，運(yùn)動的正離子受到豎直向下的電場力和豎直向上的洛倫茲力，且qE＝qvB，離子以速度v＝EB1勻速穿過區(qū)域Ⅰ，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，離子做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑r＝mvqB2，因經(jīng)區(qū)域Ⅰ的正離子v7．D[粒子做勻速圓周運(yùn)動的周期為2πmqB，代入數(shù)值可知周期相同，故A錯(cuò)誤；粒子做勻速圓周運(yùn)動的最大半徑等于D形盒半徑，半徑相同，依據(jù)半徑公式R＝mvqB可知最大速度相同，故D正確；Ek＝8．BD[小球從P點(diǎn)進(jìn)入場區(qū)后沿水平方向做直線運(yùn)動，則小球肯定受力平衡，由受力平衡知小球肯定帶正電，且qE＋qvB＝mg；若從B點(diǎn)靜止滑下，由動能定理可求得小球進(jìn)磁場區(qū)時(shí)v′<v，則qE＋qv′B<mg，故向下偏，B、D正確。]9．ACD[依據(jù)安培定則，可知b在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨Q直向上，故A正確；依據(jù)左手定則，可知a受到水平向右的安培力，還受豎直向下的重力，斜面給的支持力，合力為零，依據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可得BIL＝mg，解得B＝mgIL，故B錯(cuò)誤；重力和水平向右的磁場力的合力與支持力平衡，當(dāng)減小b在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則磁場力減小，要使a仍平衡，依據(jù)受力平衡條件，則可使b上移，即b對a的磁場力斜向右上，故C正確；當(dāng)b豎直向下移動，導(dǎo)體棒間的安培力減小，依據(jù)受力平衡條件，當(dāng)a10．CD[粒子經(jīng)電場加速的過程，由動能定理有qU＝12mv02，粒子在磁場中運(yùn)動，由牛頓其次定律知qv0B＝mv02R，聯(lián)立得R＝1B2mUq，由題圖知Ra＜Rb，故q11．解析：(1)由左手定則可知金屬棒ab受到向下的安培力，輕彈簧的長度增大，所以l2>l1。(2)(3)設(shè)金屬棒ab的質(zhì)量為m，輕彈簧的原長為l0，開關(guān)S斷開時(shí)，由平衡條件得mg＝2kl1-l0，開關(guān)S閉合后，由左手定則可知金屬棒ab受到的安培力向下，由平衡條件得mg＋BIL解得B＝2kl2答案：(1)＞(2)不須要(3)212．解析：(1)由于電荷在磁場中受洛倫茲力的作用，故可得a電極為正，b電極為負(fù)，故題圖甲中與a相連的是多用電表的紅表筆。(2)由于監(jiān)測中用多用電表的“250μV”擋測出a、b電極間的電勢差U，依據(jù)題圖乙可得U＝150μV。(3)依據(jù)qUd＝可得v＝UdB代入數(shù)據(jù)，解得v≈0.42m/s。(4)由閉合電路的歐姆定律可得U＝IR＋I(xiàn)Rg＋I(xiàn)Rx變形可得1I＝1UR＋1URg＋由于該直線的斜率為k，縱截距為b，解得Rx＝bk－Rg答案：(1)紅(2)150(3)0.42(4)bk－R13．解析：(1)金屬棒靜止時(shí)，其受力分析如圖所示則有F＝Gtan60°，即BIl＝Gtan60°，B＝3GIl＝(2)ab棒對導(dǎo)軌的壓力FN′與FN大小相等，F(xiàn)N＝Gcos所以FN′＝FN＝6N。(3)若要使B取值最小，即安培力F最小。明顯當(dāng)F平行于斜面對上時(shí)，F(xiàn)有最小值，此時(shí)B應(yīng)垂直斜面對上，且有F＝Gsin60°，所以BminIl＝Gsin60°，Bmin＝Gsin60°答案：(1)3T(2)6N(3)B應(yīng)垂直斜面對上3214．解析：粒子射出后受洛倫茲力做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動半個(gè)圓周后第一次到達(dá)x軸，以向下的速度v0進(jìn)入下方磁場，又運(yùn)動半個(gè)圓周后其次次到達(dá)x軸。如圖所示。(1)由牛頓其次定