1、1第 3 章 打开电磁学的大门章末综合测评(三)(时间：60 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 8 个小题，每小题 6 分，共 48 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分)1发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代其中电动机依据的物理原理是( )A磁场对电流的作用 B磁铁间的相互作用C惯性定律 D万有引力定律【解析】 电动机依据的物理原理是磁场对电流的作用【答案】 A2(多选)关于洛伦兹力的特点下列说法正确的是( )【导学号：18152077】A洛伦兹力既垂直磁场方向又垂直电
2、荷运动方向B洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力C当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力D只要电荷放在磁场中，就一定受到洛伦兹力【解析】 静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力，当电荷运动方向与磁场方向平行时，也不受洛伦兹力，故只有 D 错误【答案】 ABC3来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地点，稍向东偏转C相对于预定地点，稍向西偏转D相对于预定地点，稍向北偏转【解析】 地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电根据左手定则可判定，质子自赤道
3、上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东【答案】 B4如图 1 所示的四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是( )2甲 乙 丙 丁图 1A图甲中，导线通电后磁针发生偏转B图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用C图丙中，当电流方向相同时，导线相互靠近D图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离【解析】 图甲中导线通电后小磁针发生偏转是导线中电流产生的磁场所至，图丙、图丁中两通电导线间的相互作用，也是一导线电流形成的磁场对另一通电导线产生作用所至，图乙是通电导线在永磁体的磁场中受安培力作用产生偏离，故选 B.【答案】 B5关于回旋加速器，下列说法正确的是( )【导学号：18152078】A回旋加速器是利
4、用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的B回旋加速器使粒子获得的最大动能与加速电压成正比C回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的D带电粒子在回旋加速器中不断被加速，因而它做圆周运动一周所用的时间越来越短【解析】 回旋加速器是利用电场加速，磁场偏转的，粒子在磁场中运动的时间与运动速度的大小无关，由 R 得 vm 所以 Ekm mv ，即粒子获得的最大动能mvmBq BqRm 12 2m B2q2R22m与加速电压无关，故只有 C 正确【答案】 C6如图 2 所示，水平桌面上放一根条形磁铁，磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线，当导线中通入指向纸内的电流时( )图 2A悬线上的拉力将
5、变大B悬线上的拉力将不变3C磁铁对水平桌面的压力将变大D磁铁对水平桌面的压力将不变【解析】 如图所示，画出一条通过导线所在处的磁感线，磁场方向水平向左，由左手定则知，导线受安培力方向竖直向上，所以悬线的拉力将变小，A、B 均错；根据牛顿第三定律可知，通电导线对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，C对 D 错【答案】 C7如图 3 所示，一根有质量的金属棒 MN，两端用细软导线连接后悬挂于 a、 b 两点棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从 M 流向 N，此时是线上有拉力为了使拉力等于零，可以( )图 3A适当减小磁感应强度B使磁场反向C适当增大电流D使电
6、流反向【解析】 由左手定则可知棒 MN 所受安培力方向竖直向上，此时线上有拉力说明安培力大小小于棒的重力，要使拉力等于零，必须保持安培力的方向不变，增大安培力的大小，所以只有 C 可能【答案】 C8(多选)一长方形金属块放在匀强磁场中，将金属块通以电流，磁场方向和电流方向如图 4 所示，则在金属块两表面 M、 N 上 ( )图 4A M 集聚了电子 B M 集聚了正电荷C N 集聚了电子 D N 集聚了正电荷【解析】 在金属中自由电子的定向移动形成电流，所以图中的电流可以看成是相反方向运动的电子流，由左手定则可知电子受洛伦兹力向上，所以 M 面上聚集了电子4【答案】 AD二、非选择题(本题共
7、4 个小题，共 52 分，解答应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得分有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位)9(10 分)通电直导线 A 与圆形通电导线环 B 固定放置在同一水平面上，通有如图 5所示的电流时，通电直导线 A 受到水平向_的安培力作用当 A、 B 中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线 A 所受到的安培力方向水平向_【导学号：18152079】图 5【解析】 由图可知，直导线 A 位于导线环 B 产生的垂直向里的磁场中，根据左手定则，可判断导线 A 受到的安培力方向向右当 A、 B 中的电流方向改变时， A 导线处于导线B 产生的垂直
8、向外的磁场中，同时导线 A 的电流方向改变，依据左手定则可以判定， A 受安培力仍水平向右【答案】 右 右10(10 分)如图 6 所示，匀强磁场的磁感应强度 B0.5 T，方向垂直纸面向外，在纸面内放置长 L0.5 m 的直导线 ab，当通以 I2 A 的电流 (b a)时，导线受到的安培力大小为_，方向为_图 6【解析】 由安培力 F BIL 得： F0.520.5 N0.5 N；再由左手定则可确定方向是垂直导线 ab、磁场方向向右【答案】 0.5 N 垂直导线和磁场方向向右11(16 分)一初速度为 v 的带电粒子，垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，已知带电粒子的质量是 m，电量是
9、 q，求带电粒子所受的洛伦兹力和轨道半径的大小【解析】 因为 B 与 v 垂直，所以带电粒子所受的洛伦兹力 F qvB由洛伦兹力提供向心力，则 qvB mv2r5所以 r .mvqB【答案】 见解析12(16 分)电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图 7 所示.1982 年澳大利亚国立大学制成了能把 2.2 g 的弹体(包括金属杆 EF 的质量)加速到 10 km/s 的电磁炮(常规炮弹的速度约为 2 km/s)，若轨道宽 2 m，长为 100 m，通过的电流为 10 A，试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度是多大？(轨道摩擦不计)【导学号：18152080】图 7【解析】 由于弹体做匀加速直线运动，由运动学公式 v22 as得 a m/s2510 5 m/s2v22s 104 22100由牛顿第二定律得 F 安 ma得 F 安 2.210 3 5105N1.110 3N由安培力公式 F 安 BIl得 B T55 T.F安Il 1.1103102【答案】 55 T
