第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 章末达标测试-2020-2021学年高中物理选修3-1【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

[本卷满分100分，考试用时90分钟] 一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确) 1．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 解析　根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；如图所示，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F＝BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为F′＝BIL，D错误。 答案　B 2．如图1所示，a是竖直平面P上的一点。P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点。P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向 A．向上　　　　　　　　B．向下 C．向左　　　　　　　　D．向右 图1 解析　条形磁铁的磁感线方向在a点为垂直P向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A正确。 答案　A 3．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图2中虚线所示，下列表述正确的是 图2 A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间[来源:Zxxk.Com] 解析　根据左手定则可知N带正电，M带负电，选项A正确；由qvB＝m得r＝，由题知m、q、B相同，且rN＜rM，所以vM＞vN，选项B错误；由于洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力不会对M、N做功，选项C错误；又周期T＝＝，两个带电粒子在磁场中运动的周期相等，由图可知两个粒子在磁场中均偏转了半个周期，故在磁场中运动的时间相等，选项D错误。 答案　A[来源:学科网ZXXK] 4．如图3所示，一带电粒子在某一高度处以初速度v0竖直下落，落地速度的大小为v1，下落所用的时间为t1。如果在其下落的空间有电场强度为E、方向水平向左的匀强电场和水平指向纸面内、磁感应强度为B的匀强磁场，且有v0＝，此时该粒子仍从原高度处以向下的初速度v0开始下落，落地时速度大小为v2，下落所用的时间为t2，则下列关系中正确的是 图3 A．v2＝v1，t2＝t1　　　　　　　　B．v2＜v1，t2＞t1 C．v2＞v1，t2＜t1　　　　　　　　D．v2＜v1，t2＜t1 解析　带电粒子的初速度v0＝，此时qE＝qv0B，由于带电粒子在重力作用下加速下落，故以后qE＜qvB，粒子在水平方向偏转，电场力做负功，动能相对减小，沿竖直方向的加速度小于g，故落地速度减小，运动时间延长。 答案　B 5．如图4所示为一种回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，现分别加速氘核(H)和氦核(He)，下列判断中正确的是 图4 A．它们在D形盒中运动的周期不相同 B．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 C．它们的最大动能相同 D．它们的最大速度相同 解析　粒子做圆周运动的周期为，代入数值可知周期相同，选项A错；粒子做圆周运动的最大半径等于D形盒半径，半径相同，根据半径公式R＝可知最大速度相同，选项D对；Ek＝mv2，可知最大动能不同且与频率无关，选项B、C均错。 答案　D 6．某空间存在着如图5所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上。物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块。水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动。在A、B一起向左运动的过程中，A、B始终保持相对静止。以下关于A、B受力情况的说法中正确的是 图5 A．A对B的压力变小 B．B、A间的摩擦力保持不变 C．A对B的摩擦力变大 D．B对地面的压力保持不变 解析　由牛顿第二定律：F＝(mA＋mB)a，a＝，A、B间摩擦力f＝mAa＝F，保持不变，B正确，C错。由左手定则可知，A受洛伦兹力向下，所以A对B、B对地面的压力均变大，A、D错，故应选B。 答案　B 7．如图6所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆过竖直线OC时便进入或离开一个匀强磁场。磁场方向垂直于单摆摆动的平面。A、B