2024_2025学年高中物理第5章磁场与回旋加速器测评B含解析沪科版选修3_1.docxVIP

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第5章测评B

(实力提升卷)

一、选择题(本题包含8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一个选项符合题目要求,第6~8题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)

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,安培力的大小肯定变为原来的一半

解析:依据左手定则可知,安培力的方向既与磁场方向垂直,又与电流(或直导线)方向垂直,A项错误,B项正确;由安培力的大小F=BILsinθ可知,C项错误;将直导线从中点折成直角,有效长度不肯定为原来的12

答案:B

2.

如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()

A.2B.2C.1D.2

解析:设铝板上方和下方的磁感应强度为B1和B2,由题意可知,粒子在铝板上方与下方的运动半径和动能之比分别为r1∶r2=2∶1,Ek1∶Ek2=2∶1,又r=mvqB,Ek=12mv2,可得B=2mEkqr,故B1∶

答案:D

3.空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力,该磁场的磁感应强度大小为()

A.3mv03qR B.

解析:依据题意作出粒子运动的轨迹如图所示,由几何关系可得,粒子运动的半径r=3R,依据粒子受到的洛伦兹力供应向心力可得,qv0B=mv02r,解得,

答案:A

4.

如图,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面对外。一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为R2。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)(

A.qBR2m

C.3qBR2

解析:作出粒子在圆柱形匀强磁场区域的运动轨迹如图,连接MN,依据粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为60°,及MP=R2,得出各角的大小如图所示,粒子的出射点必与磁场圆的圆心等高,四边形OMON为菱形,粒子做圆周运动的半径r=R,依据qvB=mv2R

答案:B

5.

有两根长直导线a、b相互平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图。在如图所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线连线的中垂线上的两点,与O点的距离相等,aM与MN夹角为θ。若两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流I,单根导线中的电流在M处产生的磁感应强度为B0,则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是()

A.M点和N点的磁感应强度方向肯定相反

B.M点和N点的磁感应强度大小均为2B0cosθ

C.M点和N点的磁感应强度大小均为2B0sinθ

D.在线段MN上有磁感应强度为零的点

解析:依据安培定则和磁场叠加原理,M和N两点的磁感应强度方向相同,大小均为2B0sinθ,选项A、B错误,选项C正确。在MN上没有磁感应强度为零的点,选项D错误。

答案:C

6.如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满意:UH=kIHBd,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离,电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽视

A.霍尔元件前表面的电势低于后表面

B.若电源的正负极对调,电压表将反偏

C.IH与I成正比

D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比

解析:由左手定则可推断霍尔元件中电子的受力方向向里,电子向元件的后表面聚集,故霍尔元件的前表面电势高于后表面,选项A错误;电源的正、负极对调时,线圈中及霍尔元件中电流方向均反向,电子的受力方向不变,仍是前表面电势高于后表面,故电压表不会反偏,选项B错误;由并联电路电流安排特点可知,IH=RLR+RLI,IL=RR+RLI,有IH∝I,IL∝I,选项C正确;因B∝I,IH∝I,所以UH∝I2,又RL消耗的电功率P=IL2RL,即P

答案:CD

7.如图1所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应