1、 江西万载株潭中学 2017 届高三上学期物理磁场综合专题复习试 卷 第I 卷 选择题 一、选择题（每小题 4分，共48分）。 1、如图所示四种情况中，匀强磁场磁感应强度相同，载流导体长度相同，通过的电流也相 同，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的情况是( ) A甲、乙 B甲、丙 C乙、丁 D乙、 丙 2、如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压 U加速后，水平进 入互相垂直的匀强电场 E和匀强磁场B的复合场中（E和B已知），小球在此空间的竖直面 内做匀速圆周运动，则下列说法中错误的是（ ） A小球可能带正电 B小球做匀速圆周运动的半径为 r= C小球做匀速圆周运动的周
2、期为 T= D若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期不变 3、磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为 ，式中 B是磁感 应强度，是磁导率，在空气中 为一已知常数。以通电螺线管（带有铁芯）为例，将衔 铁吸附在通电螺线管的一端，若将衔铁缓慢拉动一小段距离 d，拉力所做的功就等于间隙 d中磁场的能量。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度 B，某研究性学习小 组用一根端面面积为 A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片 P，再用力缓慢将铁片与磁铁拉开 一段微小距离L，并测出拉力大小为 F，如图所示。由此可以估算出该条形磁铁磁极端面 附近的磁感应强度 B为 A B C D 4、如
3、图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向 水平(图中垂直纸面向里)，一带电油滴 P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是： （ ） A若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动 B若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动 C若给 P一初速度，P可能做匀速圆周运动 D若给 P一初速度，P不可能做匀速直线运动 5、如图所示，金属板 M、N水平放置，相距为 d，其左侧有一对竖直金属板 P、Q，板 P上小 孔 S正对板 Q上的小孔 O，M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场，在小孔 S处有一带负电粒 子，其重力和初速度均不计，当变阻器的滑动触头在 AB的中点时，带负电粒子恰能在 M、N
4、 间做直线运动，当滑动变阻器滑片向 A点滑动过程中( ) A粒子在 M、N间运动过程中，动能一定不变 B粒子在 M、N间运动过程中，动能一定减小 C粒子在 M、N间仍做直线运动来源:Z_xx_k.Com D粒子可能沿 M板的右边缘飞出 6、一磁感应强度为 B的匀强磁场方向水平向右，一面积为 S的矩形线圈 abcd竖直放置时， 线圈平面与磁场方向垂直，当线圈如图所示放置时，线圈平面 abcd 与竖直方向成角。则 穿过线圈平面的磁通量为 A0 BBS CBSsin DBScos 7、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横 截面的流体的体积)。为了简化，假设
5、流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其 中空部分的长、宽、高分别为图中的 a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中 虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁 感强度为 B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时，在管 外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻 R的电流表的两端连接，I表示测得的电流 值。已知流体的电阻率为 ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( ) A B C D 8、如图所示，宽度为 d、厚度为h的导体放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产
6、生电势差，这种现象称为霍尔效应实 验表明：当磁场不太强时，电势差 U、电流 I和磁感应强度B的关系为：U=K ，式中的比例 系数K称为霍尔系数设载流子的电量为 q，下列说法正确的是 （ ） A 载流子所受静电力的大小 F=q B 导体上表面的电势一定大于下表面的电势 C 霍尔系数为 K= ，其中n为导体单位长度上的电荷数 D 载流子所受洛伦兹力的大小 F 洛= ，其中n为导体单位体积内的电荷数 9、如图所示，一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上，一个塑料壳里面装有一个 圆柱形强磁铁，吸附在“房子”的顶棚斜面，保持静止状态。已知顶棚斜面与水平面的夹角 为 ，塑料壳和磁铁的总质量为 ，塑料壳
7、和斜面间的动摩擦因数为 ，则以下说法正确的 是 A塑料壳对顶棚斜面的压力大小为 B顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为 C. 顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为 D磁铁的磁性若瞬间消失，塑料壳不一定会往下滑动 10、如图，在竖直平面内有一竖直向上的匀强电场，电场强度为 E。一个质量为m、带电量 为+q的滑块B沿斜面体表面向下匀速运动，斜面体 A静止在水平地面上。已知重力加速度为 g，且mgEq。则下列说法正确的是 （ ） （A）斜面体A受到地面的静摩擦力方向向左 （B）匀强电场大小不变，方向改为竖直向下，则滑块 B加速下滑，斜面体 A受到地面的静 摩擦力方向向左 （C）匀强电场大小不变
8、，方向改为水平向左，则滑块 B加速下滑，与电场方向竖直向上时 相比，斜面体A受到地面的支持力减小 （D）匀强电场大小不变，方向改为水平向右，则滑块 B减速下滑，与电场方向竖直向上时 相比，斜面体A受到地面的支持力增大 11、 一段直导线长 L1 m，通有电流 I1 A，方向如图。由于它处在匀强磁场中，因而 受到垂直于纸面向外的大小为 F1 N的安培力作 用，则该磁场的磁感应强 度 （ ） （A）大小和方向都可以确定 （B）大小可确定，方向不能确定 （C）大小不能确定，方向可确定 （D）大小和方向都不能确定 12、为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量 计。该
9、装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为 a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下底 面方向加磁感应强度大小为 B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。 污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压 U。若用 Q表示污水 流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( ) A若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高 B若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高 C污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大 D污水流量 Q与 U成正比，与 a、b无关 第 II 卷 非选择题 二、非选择题（共 52分） 13、如图所示，一质量为 m、电荷量为q 的带正电小球（可看
10、做质点）从 y轴上的A点以初 速度v0水平抛出，两长为 L的平行金属板 M、N倾斜放置且与水平方向间的夹角为 =37（sin 37=0.6） （1）若带电小球恰好能垂直于 M板从其中心小孔 B进入两板间，试求带电小球在 y轴上的 抛出点A的坐标及小球抛出时的初速度 v0； （2）若该平行金属板 M、N间有如图所示的匀强电场，且匀强电场的电场强度大小与小球质 量之间的关系满足 E= ，试计算两平行金属板 M、N之间的垂直距离 d至少为多少时才 能保证小球不打在 N板上 14、如图1，abcd 为质量M的导轨，放在光滑绝缘的水平面上，另有一根质量为 m的金属棒 PQ平行bc放在水平导轨上，PQ棒左
11、边靠着绝缘固定的竖直立柱 e、f，导轨处于匀强磁场 中，磁场以OO为界，左侧的磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度均 为B导轨bc段长 l，其电阻为 r，金属棒电阻为 R，其余电阻均可不计，金属棒与导轨间 的动摩擦因数若在导轨上作用一个方向向左、大小恒为 F的水平拉力，设导轨足够长， PQ棒始终与导轨接触试求： （1）导轨运动的最大加速度 amax； （2）流过导轨的最大感应电流 Imax； （3）在如图2中定性画出回路中感应电流 I随时间t变化的图象，并写出分析过程 15、如图所示，两块竖直放置的平行金属板 A、B，板长为L，板间距离为 d。在A、B 两板的 竖直对称轴上有一
12、个带电小球（如图所示），质量为 m，电量为 q 。若在两板间加上电压，并加上垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 。将小球由静止释 放，小球能刚好从 A板下端飞出，且经过该处时刚好瞬时平衡。试问：小球带何种电性。 小球以何方向从 A板下端飞出？速度大小是多少？ 小球释放时距离 A、B两板上端的连线有多高？ 16、如图所示，真空中有中间开有小孔的两平行金属板竖直放置构成电容器，给电容器充电 使其两极板间的电势差 ，以电容器右板小孔所在位置为坐标原点建立图示直角坐 标系xoy。第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界 MN平行于x轴，现将一质 量 、 且重力不计的带电粒子从电容器的左板小孔由
13、静止释放， 经电场加速后从右板小孔射出磁场，该粒子能经过磁场中的 P点，P点纵坐标为 。若保持电容器的电荷量不变，移动左板使两板间距离变为原来的四分之一， 调整磁场上边界MN 的位置，粒子仍从左板小孔无初速度释放，还能通过 P点，且速度方向 沿y轴正向。求磁场的磁感应强度 B？ 17、在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。一粒子源产生 离子束，已知离子质量为 m，电荷量为+e 。不计离子重力以及离子间的相互作用力。 （1）如图 1所示为一速度选择器，两平行金属板水平放置，电场强度 E与磁感应强度 B相互垂直。让 粒子源射出的离子沿平行于极板方向进入速度选择器。求能沿图
14、中虚线路径通过速度选择器 的离子的速度大小 v。 （2）如图2所示为竖直放置的两平行金属板 A、B，两板中间均开有小孔，两板之间的电压 UAB随时间的变化规律如图 3所示。假设从速度选择器出来的离子动能为 Ek=100eV，让这些离 子沿垂直极板方向进入两板之间。两极板距离很近，离子通过两板间的时间可以忽略不计。 设每秒从速度选择器射出的离子数为 N0 = 510 15 个，已知e =1.610 -19 C。从B板小孔飞出 的离子束可等效为一电流，求从 t = 0到 t = 0.4s时间内，从 B板小孔飞出的离子产生的 平均电流I。 （3）接（1），若在图 1中速度选择器的上极板中间开一小孔，
15、如图 4所示。将粒子源产生 的离子束中速度为 0的离子，从上极板小孔处释放，离子恰好能到达下极板。求离子到达下 极板时的速度大小 v，以及两极板间的距离 d。 参考答案 1、C 2、A 3、D 4、C 5、B 6、D 7、C 8、D 9、D 10、D 11、D 12、D 13、解：（1）设小球由 y轴上的A点运动到金属板 M的中点B 的时间为t，由题意，在与 x 轴平行的方向上，有： cos =v0t tan = 带电小球在竖直方向上下落的距离为：h= gt 2所以小球抛出点A 的纵坐标为：y=h+ sin ， 以上各式联立并代入数据可解得：v0= ，y= L， t=2 ，h= 所以小球抛出点
16、A 的坐标为（0， L） 小球抛出时的初速度大小为：v0= （2）设小球进入电场时的速度大小为 v，则由动能定理可得： mgh= mv 2 mv0 2解得：v= 带电小球进入匀强电场后的受力情况如图所示 因为E= ，所以 qE=mgcos ， 因此，带电小球进入该匀强电场之后，将做类平抛运动其加速度大小为： a= =gsin ， 设带电小球在该匀强电场中运动的时间为 t，欲使小球不打在 N板上，由类平抛运动的规 律可得：d=vt， = at 2以上各式联立求解并代入数据可得：d= L 答：（1）带电小球在 y轴上的抛出点A 的坐标及小球抛出时的初速度为 ； （2）两平行金属板 M、N之间的垂直
17、距离 d至少为 L时才能保证小球不打在 N 板 上 14、解：（1）由牛顿第二定律 FBIl（mgBIl）=Ma 导轨刚拉动时，=0，I 感=0，此时有最大加速度 amax= （2）随着导轨速度增加，I 感增大，a减小，当 a=0时，有最大速度 m 由上式，得 则： （3）从刚拉动开始计时，t=0时，0=0，I 感=0；t=t 1时，达最大，I 感=Im；0t 1之 间，导轨做速度增加，加速度减小的变加速运动，I 感与成正比关系，以后 a=0，速度保 持不变，I 感保持不变 答：（1）导轨运动的最大加速度是 ； （2）流过导轨的最大感应电流是 ； （3）定性画出回路中感应电流 I随时间 t变化的图象如图 15、解析：受力如图所 示。 2分 小球带正电荷 2分 由 Eq = mg知，速度方向是斜向左下方 45 0 2分 由 ，得 2 分 对全程用动能定理： 2分 解得：2分 16、2T 17、（1） （2）610 -4 A（3） ， 。
