内容正文:
江苏省赣榆高级中学高二年级9月份周练1
一、单项选择题:共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.如图所示,当导线环中有沿逆时针方向通过电流时,小磁针最后静止时N极的指向
()
A.平行纸面向右
B.垂直纸面向外
C.垂直纸面向里
D.平行纸面向左
2.下图中分别标明了通电直导线中电流I匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F
的方向,其中正确的是()
F
个F
A.
B.
B
D
xx I x B x
B
3.长为2L的直导线折成长度相等、夹角为90°的“L”形,并置于与其所在平面相垂直的匀×××
强磁场中,磁感应强度为B。当在导线中通以电流时,该通电导线受到的安培力多大(
A.BLB.√2BLC.2BLD.0
4.如图所示,电子的电荷量为,以速率沿着与磁场垂直的方向射入磁感应强度为B的匀
强磁场中,则电子受到的洛伦兹力多大()
⊙B
A.erB B.evBsin0 C.erBcos0 D.0
5.一束电子(e、m)以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场左侧边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中,穿出磁场
时速度方向和原来射入方向的夹角为0=60°,轨迹如图所示,则()
A电子做阀周运动的钱道半径为r=B,电子做园月运动的轨道半径为,=d
+
cose
sin
+
+
CQ电千在破汤中运动的时间1=gD电子在破场中运动的时间1=2m
B
6gB
3gB
6.如图所示,在倾角为0的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L,质量为m的通电直导线,电流大小为,
方向垂直纸面向里,欲使导线静止于斜面上,则外加匀强磁场的磁感应强度的最小值及其方向为()
A.B=mg tan
,方向竖直向下
B.B=mg tan
,方向水平向左
I
IL
L
C.B=mgsin
“,方向垂直斜面向下
D.B=mgsin
一,方向沿斜面向上
L
7.笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体,实现开屏变亮,合屏熄灭.图乙为一块长、宽、高分别为,
b,c的霍尔元件,元件中导电粒子为自由电子打开和合上显示屏时,霍尔元件中电流保持不变当合上显示屏时,
1
水平放置的霍尔元件处于竖直向下的匀强磁场中,前、后表面间产
生电压,当电压达到某一临界值时,屏幕自动熄灭则()
磁体
霍尔元件
A.合屏过程中,前表面的电势比后表面的低
上表面
前表面
电流
B.开屏过程中,元件前、后表面间的电压变大
C.开、合屏过程中,前、后表面间的电压U与b无关
D.若磁场变强,可能出现闭合屏幕时无法熄屏
8.如图所示,矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线
圈的两个边与导线平行。在这个平面内,下列情景不能使线圈中产生感应电流的是()
A.线圈沿y方向移动
B.线圈沿2方向移动
C.线圈沿y,方向移动
D.导线逐渐靠近线圈
9.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后,由于地磁场的作用而产生
的。如图所示,科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动,旋转半径
地轴
不断减小。此运动形成的主要原因是()
A.太阳辐射对粒子产生了驱动力的作用效果
B.粒子的带电荷量减小
C.洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小
D.南北两极附近的磁感应强度较强
10.如图所示,两根平行金属导轨间接有电源,导轨平面与水平面间的夹角0。金属杆αb垂直导轨放置,导轨与金
属杆接触良好。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,若金属杆αb始终处于静止状态。下列说法正确的是
A.金属杆一定受到摩擦力的作用
B
B.调节变阻器增大电流,金属杆一定受到沿斜面向上的摩擦力
C.调节变阻器增大电流,金属杆一定受到沿斜面向下的摩擦力
D.仅将电源正负极对调,金属杆一定受到沿斜面向上的摩擦力
11.现有两根输电线甲、乙的截面图,通过它们的电流大小相同,电流方向如图所示,M、
✉10
N是甲乙连线中垂线上的两点,到中点O距离相等,则有关两根输电线在各处产生的磁感应
强度说法正确的是()
M
A.O点磁感应强度为零
甲
乙
☒
B.O点磁感应强度方向向上
C.M、N点的磁感应强度大小相同
D.M、N点的磁感应强度方向相反
12.如图所示,粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t=0时,一个质量为m,
2
电荷量为g的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动,则物块运动的v一t图像不可能是())
二、实验题:本题共1小题,每空3分,共计9分。
13如图所示为“探究电磁感应的产生条件的实验中所用器材的示意图。不通电时,灵敏电流计指针停在正中央。将
灵敏电流计与线圈B连成一个闭合回路,将带铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
(1)如图布置好电路后,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么
合上开关后,将铁芯迅速插入线圈A的过程中,灵敏电流计的指针将
(选填“向
左”、“向右”或“不会”)偏转。
(2)如图布置好电路后,在闭合开关之后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转一下,可
采取的操作是
A.从线圈A中迅速拔出铁芯B.变阻器的滑片向右滑动
C.断开开关S
D.断开线圈B与灵敏电流计“+接线柱间的导线
(3)上述实验中,线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计简化,如图所示。当电流从正接
NI
G
线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转。则图中灵敏电流计指针向其
(选填“正”或“负
接线柱一侧偏转。
三、计算题:本大题共4小题,其中14题6分、15题8分、16题14分、17题15分,共计43分。
解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算
时,答案中必须明确写出数值和单位。
14.我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时,假设卫星中有一边长为50cm
B
的正方形导线框,由于卫星的姿势由水平方向转至竖直方向,此时地磁场磁感应强
37
度B=4×105T,方向如图所示。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)问:
(1)该过程中磁通量的改变量是多少?
(2)该过程导线框中有无感应电流?
15.电流天平可用来测量物体的质量。如图所示,它的右臂挂着矩形线圈,匝数为,线圈的水平边长为L,处于匀
强磁场内,磁感应强度的大小为B,方向与线圈平面垂直向里。当线圈中通入大小为I的电流
时,天平两臂达到平衡;在左盘中放入被秤重物体时,调整电流方向和大小,当电流反向、大
小为时才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g。
(1)线圈中通入电流I,时,线圈中电流的方向是顺时针还是逆时针?
(2)求被秤重物体的质量。
16.如图所示,在x轴和x轴上方存在垂直xO少y平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,坐标原点O处有一粒
子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小相同、质量为m带电荷量为+9的同种带电粒子。在x
轴上距离原点x,处垂直于x轴放置一个长度为x,、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板
P上,其速度立即变为0)。现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金
属板的上端,且速度方向与y轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作。●。
用力。
●
(1)求带电粒子的发射速度大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)薄金属板P接收到的带电粒子占所有粒子的百分比。
17.如图所示,在xOy坐标系第一象限内有两个四分之一圆弧WPQ,圆弧的圆心均在坐标原点O处,W的半
径为R,NPQ间有一电压为币(未知)的辐向电场。外侧第一象限内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,
方向垂直纸面向里。从PQ上各处飘入电场的电子,其初速度几乎为0,
◆y
××××××××××X
这些电子沿径向加速后进入磁场。从M点进入磁场的电子直接从磁场
××××××××××
中W点射出。已知电子的电荷量为e,质量为m。
×X×××××××××x
(1)求电压:
M×××××××××××x
×××X××××××
×××××××××
②若电压为,求M点远人蓝场的电子在磁场中运动的时间A
O N
(3)若电压为3,求N上进入磁场的电子在磁场中经过区域的面积S。江苏省赣榆高级中学高二年级9月份周练1
一、单项选择题:共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.如图所示,当导线环中有沿逆时针方向通过电流时,小磁针最后静止时N极的指向(B
A.平行纸面向右
B.垂直纸面向外
C.垂直纸面向里
D.平行纸面向左
2.下图中分别标明了通电直导线中电流I匀强磁场的磁感应强度B和电流所受安培力F
的方向,其中正确的是(A)
●
个F
个F
X
●
A.
B.
B
●)
B
3.长为2L的直导线折成长度相等、夹角为90°的“L”形,并置于与其所在平面相
垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B。当在导线中通以电流时,该通电导线受到的
X
安培力多大(B)A.BDB.√2BLC.2BLD.0
L
4.如图所示,电子的电荷量为,以速率沿着与磁场垂直的方向射入磁感应强度
v
为B的匀强磁场中,则电子受到的洛伦兹力多大(A)
A.evB B.erBsin0 C.erBos0 D.0
5.一束电子(em)以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场左侧边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中,穿
出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为0=60°,轨迹如图所示,则(B)
A.电子做圆周运动的轨道半径为r=
d
d
。B.电子做圆周运动的轨道半径为r=
cos
sin
+
B
C.电子在磁场中运动的时间t=πm
2πm
D.电子在磁场中运动的时间t=
6gB
3gB
6.如图所示,在倾角为0的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为L,质量为m的通电直导线,电流大小为
工,方向垂直纸面向里,欲使导线静止于斜面上,则外加匀强磁场的磁感应强度的最小值及其方向为(C)
A.B=mg tan
,方向水平向左
IL
,方向竖直向下B.B=mg tan0
IL
I
C.B=mgsin
L
、方向垂直斜面的下DB=0.方有沿斜向上77鸿别
7.笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体,实现开屏变亮,合屏熄灭图乙为一块长、宽、高分别为
,b,c的霍尔元件,元件中导电粒子为自由电子打开和合上显示屏时,霍尔元件中电流保持不变当合上显示
屏时,水平放置的霍尔元件处于竖直向下的匀强磁场中,前、后表面间产生电压,当电压达到某一临界值时,
屏幕自动熄灭则(C)
A.合屏过程中,前表面的电势比后表面的低
磁体
B.开屏过程中,元件前、后表面间的电压变大
霍尔元件
6
上表面
前表面
电流
C.开、合屏过程中,前、后表面间的电压U与b无关
甲
乙
D.若磁场变强,可能出现闭合屏幕时无法熄屏
8.如图所示,矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线
圈的两个边与导线平行。在这个平面内,下列情景不能使线圈中产生感应电流的是(B)
A.线圈沿Y方向移动
B.线圈沿2方向移动
C.线圈沿方向移动
D.导线逐渐靠近线圈
9.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后,由于地磁场的作用而产
生的。如图所示,科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动,旋转半径不断减小。此运动
形成的主要原因是(D)
地轴
A.太阳辐射对粒子产生了驱动力的作用效果
B.粒子的带电荷量减小
C.洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小
D.南北两极附近的磁感应强度较强
10.如图所示,两根平行金属导轨间接有电源,导轨平面与水平面间的夹角0。金
属杆αb垂直导轨放置,导轨与金属杆接触良好。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,若金属杆αb
始终处于静止状态。下列说法正确的是(D)
A.金属杆一定受到摩擦力的作用
B.凋节变阻器增大电流,金属杆一定受到沿斜面向上的摩擦力
C.调节变阻器增大电流,金属杆一定受到沿斜面向下的摩擦力
D.仅将电源正负极对调,金属杆一定受到沿斜面向上的摩擦力
11.现有两根输电线甲、乙的截面图,通过它们的电流大小相同,电流方向如图所示,M、N是甲乙连线中
垂线上的两点,到中点O距离相等,则有关两根输电线在各处产生的磁感应强度说法
M
正确的是(C)
甲
乙
A.O点磁感应强度为零
⑧
⊙
B.O点磁感应强度方向向上
C.M、N点的磁感应强度大小相同
M
D.M、N点的磁感应强度方向相反
12.如图所示,粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t=0时,一个质
量为m,电荷量为g的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动,则物块运动的v一1图×B
像不可能是(C)
。
二、实验题:本题共1小题,每空3分,共计9分。
13.如图所示为“探究电磁感应的产生条件”的实验中所用器材的示意图。不通电时,灵敏电流计指针停在正中央。
将灵敏电流计与线圈B连成一个闭合回路,将带铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合
电路。
()如图布置好电路后,如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将铁芯迅速
插入线圈A的过程中,灵敏电流计的指针将」
(选填“向左”、“向右
或“不会”)偏转。
(②)如图布置好电路后,在闭合开关之后,若要使灵敏电流计的指针向左偏转
一下,可采取的操作是
A.从线圈A中迅速拔出铁芯
B.变阻器的滑片向右滑动
C.断开开关S
D.断开线圈B与灵敏电流计“+”接线柱间的导线
A
(3)上述实验中,线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计简化,如图所示。当电N
G
流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转。则图中灵敏电流计指针向其
B
(选填正”或“负”)接线柱一侧偏转。
13.【答案】(1)向右
(2)AC
(3)负
【详解】(1)闭合开关时指针右偏,说明线圈B磁通量增加时,感应电流使指针右偏,将铁芯迅速插入线圈A,
线圈A磁场增强,线圈B磁通量增加,感应电流方向与闭合开关时相同,故指针向右偏转。
(2)A指针左偏对应线圈B磁通量减少
A.从线圈A中迅速拔出铁芯,线圈A磁场减弱,线圈B磁通量减少,故A正确:
B.变阻器滑片向右滑动,接入电阻减小,线圈A电流增大,磁场增强,线圈B磁通量增加,故B错误;
C,断开开关S,线圈A电流消失,磁场消失,线圈B磁通量减少,故C正确:
D.断开线圈B与灵敏电流计“+”接线柱的导线,电路断开,无感应电流,指针不偏转,故D错误。
故选AC。
(3)线圈A等效为N极向上运动的条形磁铁,线圈B磁通量减小,根据楞次定律,感应电流磁场阻碍磁通量
减小,线圈B上端为S极,电流流入灵敏电流计负接线柱,故指针向负接线柱偏转。
三、计算题:本大题共4小题,其中14题6分、15题8分、16题14分、17题15分,共计43分。
解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值
计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
14.我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时,假设卫星中有一边长为50cm的正
B
方形导线框,由于卫星的姿势由水平方向转至竖直方向,此时地磁场磁感应强度B=4×10
.37
-5T,方向如图所示。(sim37°=0.6,cos37°=0.8)问:
(1)该过程中磁通量的改变量是多少?
(2)该过程导线框中有无感应电流?
14.答案(1)1.4×10-50(2)有
解析(1)设导线框在水平位置时导线框平面的法线方向竖直向上,则穿过导线框的磁通量④=B&0s53°=
6.0×106W。当导线框转至竖直位置时,导线框平面的法线方向水平向右,与磁感线所成的角为143°,穿过
导线框的磁通量=Bos143°=-8.0×106Wb该过程磁通量的改变量4④=|-=1.4×10-5Wb。
(②)因为该过程穿过闭合导线框的磁通量发生了变化,所以一定有感应电流。
15.电流天平可用来测量物体的质量。如图所示,它的右臂挂着矩形线圈,匝数为,线圈的水平边长为工,处于匀强磁场内,磁
感应强度的大小为B,方向与线圈平面垂直向里。当线圈中通入大小为I,的电流时,天平两臂达到平衡;在左盘中放入被秤重物
体时,调整电流方向和大小,当电流反向、大小为时才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速
度为g。
(1)线圈中通入电流I。时,线圈中电流的方向是顺时针还是逆时针?
(2)求被秤重物体的质量m。
XXXXX
【答案】(1)逆时针
(2)
n(Io+1BL
8
【解析】【小问1详解】
线圈中通入电流【时,线圈在磁场中的水平边受到的安培力与重力平衡,方向为竖直向上,根据左手定则可知线圈中电流方向为
逆时针。
【小问2详解】
设线圈质量为m,,通入电流Io时根据平衡条件有mo8=nBIL
当电流反向、大小为时左盘中放入质量为m的物体重新平衡时,根据平衡条件有m,8+nBL=mg
n(+BL
解得被秤物体的质量为m=
g
16.如图所示,在x轴和x轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,坐标原点O处有一粒子源,可向x
轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小相同、质量为m带电荷量为+9的同种带电粒子。在x轴上距离原点x。处垂直
于x轴放置一个长度为x,、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金
属板P上,其速度立即变为0)。现观察到沿x轴负方向射出的粒子怡好打在薄金属板的
VA
●●●●●●●●
上端,且速度方向与轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。
●
●
●●
上端
●●●●
●
●
(1)求带电粒子的发射速度大小:
P
●1●●
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值,
(3)薄金属板P接收到的带电粒子占所有粒子的百分比。
【答案】(1)
qBxo
4πm
(2)
3gB
(3)50%
【解析】
【小问1详解】
观察到沿轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与轴平行,如图所示
0
根据几何关系可得轨道半径为
r=Xo
由洛伦兹力提供向心力可得
2
gvB=m-
解得带电粒子的发射速度大小
v=9Bxo
m
【小间2详解】
被薄金属板接收的粒子中运动的最长时间与最短时间轨迹分别如图所示
个y
0
有图中几何关系可知,最长时间与最短时间对应的圆心角分别为
0nax=300°,0nin=60°
则被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值为
△1=tas-tnm-360
300°
T、.60
2
n22πm4πm
-T=2T=
360°1-3-3gB
3gB
【小间3详解】
薄金属板P接收到的带电粒子对应临界轨迹如图所示
个y
由图可知,入射速度方向沿一x轴方向到与-一x轴成30°的粒子,沿+y方向到与+y轴成60°的粒子,可以打到薄金属板P被
吸收;则金属板P接收到的带电粒子占所有粒子的百分比
30°+60°
1=
×100%=50%
180
17.如图所示,在xOr坐标系第一象限内有两个四分之一圆弧NPg,圆弧的圆心均在坐标原点O处,W的半径为R,N
PQ间有一电压为石(未知)的辐向电场。W外侧第一象限内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。从PQ
上各处飘入电场的电子,其初速度几乎为0,这些电子沿径向加速后进入磁场。从M
点进入磁场的电子直接从磁场中N点射出。已知电子的电荷量为,质量为m。
××××××××××××
(1)求电压;
×
××××××××××××
X
(2)若电压为
,求M点进人酸场的电子在磁场中运动的时间么
X
××××××××
3
、××××××××××
×XX××××××
(3)若电压为3石,求W上进入磁场的电子在磁场中经过区域的面积。
【答案】(1)U。=
eB2R2
2m
2πm
(2)t=
eB
(19+4V5)π+65
(3)S4=
R2
12
【解析】
【小问1详解】
1
设电子经电场加速后,以速度r进入磁场做半径为片的圆周运动U。=
v2
evB=m
如图一,由几何关系可知=R
解得U。=
eB2R2
2m
个y
M
-O
【小问2详解】
O ON
图一
电压为
时,电子在磁场中运动的半径为片
3
同理可知乃=
-R
个y
M
0,
OO N
图二
如图二所示,设电子在磁场中运动的圆心O与O点的连线与轴夹角为0
则tan0=2
R
解得0=
6
由几何关系可知电子在磁场中转过的圆心角之和p=2π
电子在磁场中圆周运动的周期T=2πm
eB
电子在磁场中运动的时间1=9T
2π
2πm
解得t=
eB
【小问3详解】
电压变为3巧时,电子在磁场中运动的半径为3
同理可知5=√3R
如图三所示,电子在磁场中运动的圆心仍与O点的连线与轴夹角为心
则tana=
R
电子在磁场中经过区域的面积如图三中阴影所示。
M
OO N
Hx
图三
五为电子运动到距0的最远点m=5十,5
sina
π
设扇形MH的面积为S1,扇形Om的面积为S,三角形OM0的面积为s:,扇形0的面积为S4,则S=2,
+a
2π
π
-a
2π
1
S3=
Rrs
2
1
8=4aR
电子在磁场中经过的面积S=S,+S2+S3-S4
解得S=
19+43π+6W3
12
P2