1、第十一章磁场综合检测一、选择题(此题共14小题，共70分，在每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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(2023百所名校模拟)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面引起磁暴时，磁暴在外地核(深度介于2900km5100km之间)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，那么外地核中的电流方向为(地磁场N极与S极在地球外表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
2、磁场外部磁感线由南向北，根据安培定那么可判断，外地核中电流方向由东向西【答案】B2如以下图，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，当参加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为F2，那么此时b受到的磁场力的大小变为()AF2BF1F2CF2F1 D2F1F2【解析】对a导线，原来b导线对a导线作用力为F1，方向向左，假设参加的匀强磁场垂直纸面向里，如图(a)所示，那么a导线受外力匀强磁场的作用力为F，假设FF1，那么F1、F、F2之间有以下关系：F2F1F同理对b导线受力分析，如图(b)所示，故此时导线b受磁场作用力：FF1FF2此
3、题正确的答案为A.【答案】A3(2023江苏模拟)如以下图，ab是一段无磁屏蔽功能的介质弯管，其中心线是半径为R的圆弧，弯管平面与匀强磁场方向垂直，一束一价负离子(不计重力)对准a端射入弯管，可以沿中心线穿过的离子必定满足()A速率相同B质量相同C质量与速率的乘积相同D动能相同【解析】由运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用而做圆周运动可得，qvBm，得R，可知在离子带电荷量相同、磁感应强度相同时，离子做圆周运动的半径与mv成正比，故C对【答案】C4在磁场中的同一位置，先后引入长度相等的直导线a和b，a、b导线的方向均与磁场方向垂直，但两导线中的电流不同，因此所受的力也不一样图中几幅图象表现的是导线所
4、受的安培力F与通过导线的电流I的关系在以下A、B、C、D四幅图中，请判断描绘正确的选项是()【解析】由题意“同一位置同一磁场，“导线长度相同，又B，可知斜率相等，所以D项错误；电流为0时不受力，所以A项错误，应选BC项【答案】BC5平行金属板M、N的距离为d，其中匀强磁场中的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外(如以下图)，等离子群的速度为v，沿图示方向射入，电容器电容为C，那么()A当S断开时，电容器的充电荷量QBvdCB当S闭合时，电容器的充电荷量QBvdCC当S闭合时，电容器的充电荷量QBvdC【解析】当S断开时，电容器极板间的电压等于平行金属板间的电压等离子群不偏向极板运动时做匀速直线运动
5、，此时平行金属板达电压稳定状态，由qvBq，得UBvd，此时电容器的充电荷量QBvdC.S闭合时，平行板上的电荷通过R放电，电场力小于洛伦兹力，使等离子群不断向极板移动，达稳定状态，平行板和电容器间的电压仍为U，电容器的电荷量仍为BvdC.【答案】B6光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，一根质量为m的导体棒ab，用长为l的绝缘细线悬挂，悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态，如以下图，系统空间有匀强磁场当闭合开关S时，导体棒向右摆起，摆到最大高度时，细线与竖直方向成角，那么()A磁场方向一定竖直向下B磁场方向竖直向下时，磁感应强度最小C导体棒
6、离开导轨前通过电荷量为(1cos)D导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1cos)【解析】当开关S闭合时，导体棒向右摆起，说明其所受安培力水平向右或水平向右的分量，但安培力假设有竖直向上的分量，应小于导体棒所受重力，否那么导体棒会向上跳起而不是向右摆起，由左手定那么可知，磁场方向斜向下或竖直向下都成立，A错；当满足导体棒“向右摆起时，假设磁场方向竖直向下，那么安培力水平向右，在导体棒获得的水平冲量相同的条件下，所需安培力最小，因此磁感应强度也最小，B正确；设导轨棒右端的初动能为Ek，摆动过程中机械能守恒，有Ekmgl(1cos)，导体棒的动能是电流做功而获得的，假设回路电阻不计，那么电流
7、所做的功全部转化为导体棒的动能，此时有WIEtqEEk，得Wmgl(1cos)，q(1cos)，题设条件有电源内阻不计而没有“其他电阻不计的相关表述，因此其他电阻不可忽略，那么电流做的功就大于mgl(1cos)，通过导体棒的电荷量也就大于(1cos)，C错误D正确【答案】BD7(2023临沂模拟)如以下图，三个质量相等、电荷量分别为q、q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两极板中间的上方由静止释放，最后从两极板间穿过，a、b经过极板边缘，轨迹如以下图，那么在穿过两极板的过程中()A电场力对液滴a、b做的功相同B三者动能的增量相同C液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减少量D重力对三者做的功
8、相同【解析】液滴a、b只是电性的差异，受力方向不同，偏转方向不同，但电荷量相同，侧移量相同，故做功相同， A正确；c不带电，只有重力做正功，动能增量较小，电场力对a、b做正功，动能增量较大，故B错；偏转电场实际上是加速电场，所以a、b的电势能都要减少，故C错；在竖直方向上下落的高度相等，所以重力对三者做的功相同，D正确【答案】AD8(2023郑州模拟)如以下图，盘旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心局部是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频交流电源相连，那么带电粒子获得的最大动能与以下哪些因素有关()A加速的次数B加速电压的大小C交流电的频率D匀强磁场的磁感应强度
9、【解析】在匀强磁场中，带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，qvB，最大半径R，带电粒子获得的最大动能Ek，只有选项D正确【答案】D9如以下图的OX和MN是匀强磁场中两条平行的边界线，速率不同的同种带电粒子从O点沿OX方向同时射向磁场，其中穿过a点的粒子速度v1方向与MN垂直，穿过b点的粒子速度v2方向与MN成60角设两粒子从O点到MN所需时间分别为t1和t2，那么t1t2为()A32B43C11D13【解析】作出两粒子在磁场中的运动轨迹，可知t1，t2，且由T知T1T2.所以，选项A正确【答案】A10如以下图，一质量为m、电荷量为q的带正电绝缘体物块位于高度略大于物块高的水平宽敞绝缘隧道中
10、，物块上、下外表与隧道上、下外表的动摩擦因数均为，整个空间中存在垂直于纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场，现给物块水平向右的初速度v0，空气阻力忽略不计，物块电荷量不变，隧道足够长，那么整个运动过程中，物块克服阻力做功可能是()A0 B.mvC.mv D.mv【解析】物块进入磁场后的受力情况有三种可能情况：第一种，洛伦兹力和重力是一对平衡力，即Bqv0mg，满足该情况的v0，没有摩擦力，所以克服摩擦力做功为零，第二种情况，v0，挤压上外表，要克服摩擦力做功，当速度减小为v后，摩擦力消失，故克服摩擦力做功Wmvmv2mv；第三种情况，v0，挤压下外表，要克服摩擦力做功，一直到速度为零，所以克
11、服摩擦力做功Wmv.【答案】ABC11(2023温州市八校联考)如以下图，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OPx，能够正确反响x与U之间的函数关系的是()【解析】带电粒子在电场中做加速运动，由动能定理有：qUmv2，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动有：，整理得：x2U，故B正确【答案】B12(2023南昌调研)如以下图，绝缘斜面各处的粗糙程度相同，带正电的滑块在绝缘斜面的AB段匀速下滑，然后进入BC段，要使滑块在BC段加速下滑，下述方法可行的是()A在BC段加竖直向上的匀强电场B在BC段加垂直斜面向下的匀强电场
12、C在BC段加平行斜面向下的匀强磁场D在BC段加垂直纸面向外的匀强磁场【解析】考查牛顿第二定律及受力分析带电滑块能沿着斜面匀速下滑，那么mgsinmgcos，得tan，假设加竖直向上的匀强电场，那么(mgF)sin(mgF)cos，滑块将匀速运动，A错误；假设加垂直斜面向下的匀强电场，那么滑块受到的压力增大，摩擦力增大，将减速下滑，B错误；假设加平行于斜面向下的匀强磁场，那么对滑块运动无影响，C错误；假设加垂直纸面向里向外的匀强磁场，滑块受到垂直斜面向上的洛伦兹力，滑块对斜面的压力减小，摩擦力减小，将沿斜面加速下滑，D正确【答案】D13(2023黄冈质检)如以下图，一束粒子(不计重力，初速度可忽
13、略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域，其中磁场的方向如以下图，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上那么()A该装置可筛选出具有特定速度的粒子B该装置可筛选出具有特定质量的粒子C假设射入的粒子电荷量相同，那么该装置筛选出的粒子一定具有相同的质量D假设射入的粒子质量相同，那么该装置筛选出的粒子不一定具有相同的电荷量【解析】考查带电粒子在复合场中的运动能直线通过O1、O2、O3的粒子满足做匀速直线运动的规律，即EqBqv，只有满足速度v的粒子才能沿直线通过并进入收集室，故通过调节磁感应强
14、度B的大小可筛选出具有特定速度的粒子，A正确B错误；粒子经过加速电场加速获得的动能为Uqmv2，v，假设射入的粒子的电荷量q相同，那么满足条件的v相同，此时粒子的质量一定相同，C正确D错误【答案】AC14(2023北京西城区抽样测试)如以下图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放以下判断正确的选项是()A当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛伦兹力最大B当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛伦兹力最大C小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小【解析】考查带电物体在复合场中的运动由于重力和电场力大小相等，将电场力和重力合成，其合力方向为斜向左下，与竖直方向成45，由于洛伦兹力不做功，那么带电小球经过bc
