人教版高中物理选修 3 3- - 1 第三章
磁场
综合训练
（考试时间为 0 100 分钟，试卷满分 0 100 分）
一、选择题（本题共 12 小题；每小题 4 分，共 48 分）
1.(多选）关于磁场的下列说法正确的是(
)
A．磁场和电场一样，是同一种物质
B．磁场最基本的性质是对处于磁场里的磁体或电流有磁场力的作用
C．磁体与通电导体之间的相互作用不遵循牛顿第三定律
D．电流与电流之间的相互作用是通过磁场进行的
2．（多选）一个质子穿过某一空间而未发生偏转，则(
)
A．可能存在电场和磁场，它们的方向与质子运动方向相同
B．此空间可能有磁场，方向与质子运动速度的方向平行
C．此空间可能只有磁场，方向与质子运动速度的方向垂直
D．此空间可能有正交的电场和磁场，它们的方向均与质子速度的方向垂直 3.如图所示，带负电的金属环绕轴 OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后静止时(
)
A．N 极竖直向上
B．N 极竖直向下 C．N 极沿轴线向左
D．N 极沿轴线向右
4.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是(
)
A．安培力的方向可以不垂直于直导线
B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关
D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 5.通有电流的导线 L 1 、 L 2 处在同一平面(纸面)内， L 1 是固定的， L 2 可绕垂直纸面的固定转轴 O 转动( O 为 L 2 的中心)，各自的电流方向如图 7 所示。下列哪种情况将会发生(
)。
A．因 L 2 不受磁场力的作用，故 L 2 不动 B．因 L 2 上、下两部分所受的磁场力平衡，故 L 2 不动
C． L 2 绕轴 O 按顺时针方向转动 D． L 2 绕轴 O 按逆时针方向转动 6．关于磁感应强度 B，下列说法中正确的是(
)
A．磁场中某点 B 的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关
B．磁场中某点 B 的方向，跟该点处试探电流元所受磁场力的方向一致
C．在磁场中某点试探电流元不受磁场力作用时，该点 B 值大小为零
D．在磁场中磁感线越密集的地方，B 值越大 7.(多选）1930 年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．这台加速器由两个铜质 D 形盒 D 1 、D 2 构成，其间留有空隙，下列说法正确的是(
)
A．离子由加速器的中心附近进入加速器 B．离子由加速器的边缘进入加速器 C．离子从磁场中获得能量
D．离子从电场中获得能量 8.下列说法中正确的是(
)
A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力 F 与该导线的长度 L、通过的电流 I 乘积的比值．即 B＝FIL
B．通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零
C．磁感应强度 B＝FIL 只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与 F、I、L 以及通电导线在磁场中的方向无关
D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向
9.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流 I 通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是(
)
A．沿路径 a 运动
B．沿路径 b 运动
C．沿路径 c 运动
D．沿路径 d 运动 10.(多选）在正方形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，如图所示，荷质比相同的两个粒子 a、b 从一边长中点垂直匀强方向进入磁场，则(
)
A．a 带负电，b 带正电
B．a 带正电，b 带负电
C．a、b 进入磁场时的速度之比为 1∶2
D．a、b 在磁场中运动的时间之比为 1∶1
11.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是(
)
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.将通电直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的
D.安培力是洛伦兹力的宏观表现,所以安培力永不做功
12.如图所示,一条形磁铁静止在固定斜面上,上端为 N 极,下端为 S 极,其中一条磁感线如图所示。垂直于纸面方向有两根完全相同的固定导线,它们与磁铁两端的连线都与斜面垂直且长度相等(如图中虚线所示)。开始两根导线未通电流,
斜面对磁铁的弹力、摩擦力的大小分别为 F N 、 F f ,后来两根导线通一图示方向、大小相同的电流后,磁铁仍然静止,则与未通电时相比()
A. F N 、 F f 均变大
B. F N 不变、 F f 变小 C. F N 变大、 F f 不变
D. F N 变小、 F f 不变 二、填空题（本题共 4 4 小题，每小题 4 4 分，共 6 16 分）
13.正方形容器处在匀强磁场中,一束电子从 a 孔沿 a→b 方向垂直射入容器内的匀强磁场中，结果一部分电子从小孔 c 竖直射出，一部分电子从小孔 d 水平射出，则从 c、d 两孔射出的电子在容器中运动的时间之比 t c ∶t d ＝____________，在容器中运动的加速度大小之比 a c ∶a d ＝__________。
14.如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为 .
15.质量为 m、带电荷量为 q 的粒子(忽略重力)在磁感应强度为 B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运行速率为 v、半径为 r、周期为 T，环形电流的强度为 I，则在时间 t 内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为
。
16.已知龙岩市区地磁场的磁感应强度 B 约为 4.0×10－5
T，其水平分量 约为 3.0×10－5
T．若龙岩市区一高层建筑安装了高 50 m 的竖直金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，经避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为 1.0×105
A，此时金属杆受到地磁场对它的安培力的方向和大小分别为 三、解答题（本题共 4 小题，每题 10 分，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
17.某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为 m 的均匀细金属杆 MN 与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为 k ，在矩形区域 abcd 内有匀强磁场，磁感应强度大小为 B ，方向垂直纸面向外。
MN 的右端连接一绝缘轻指针，
可指示出标尺上的刻度。
MN 的长度大于 ab ，当 MN 中没有电流通过且处于静止时，MN 与矩形区域的 ab 边重合，且指针指在标尺的零刻度；当 MN 中有电流时，指针示数可表示电流强度。
MN 始终在纸面内且保持水平，重力加速度为 g 。
(1)当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量； (2)为使电流表正常工作，判断金属杆 MN 中电流的方向； (3)若磁场边界 ab 的长度为 L 1 ， bc 的长度为 L 2 ，此电流表的量程是多少？
18.电子质量为 m，电荷量为 q，以速度 v 0 与 x 轴成θ角射入磁感应强度为 B的匀强磁场中，最后落在 x 轴上的 P 点，如图所示，求：
(1) OP 的长度； (2)电子由 O 点射入到落在 P 点所需的时间 t.
19.在磁场中放入一通电导线，导线与磁场垂直，导线长为 1 cm，电流为 0.5 A，所受的磁场力为 5×10－4
N．求：
(1)该位置的磁感应强度多大？ (2)若将该电流撤去，该位置的磁感应强度又是多大？ (3)若将通电导线跟磁场平行放置，该导体所受到的磁场力多大？
20．如图所示，水平放置的光滑金属导轨宽 L＝0.2 m，接有电电动势 E＝3 V，电内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度 B＝1 T．金属棒 ab 的电阻 R＝6 Ω，质量 m＝10 g，垂直放在导轨上并良好接触，求合上开关的瞬间．
(1)金属棒受到安培力的大小和方向； (2)金属棒的加速度．
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