高二物理下冊第四單元磁場單元達標卷及參考答案
物理在經典時代是由與它極相像的自然哲學的研究所組成的，直到十九世紀物理才從哲學中分離出來成為一門實證科學。小編準備了高二物理下冊第四單元磁場單元過關測試題及答案，具體請看以下內容。
一.選擇題(本題共10小題，每題4分，滿分40分。每題所給的選項中，有的只有一個是正確的，有的有幾個是正確的。將正確選項的序號選出填入題後的括號中。全部選對的得4分，部分選對的得2分，有錯選或不選的得0分)
1.指南針靜止時，其位置如圖中虛線所示.若在其上方放置一水平方向的導線，並通以恆定電流，則指南針轉向圖中實線所示位置.據此可能是 ( )
A.導線南北放置，通有向北的電流
B.導線南北放置，通有向南的電流
C.導線東西放置，通有向西的電流
D.導線東西放置，通有向東的電流
2.磁場中某區域的磁感線，如圖所示，則 ( )
A.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，BaBb
B.a、b兩處的磁感應強度的大小不等，Ba
C.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力大
D.同一通電導線放在a處受力一定比放在b處受力小
3.由磁感應強度的定義式 可知，磁場中某處的磁感應強度的大小( )
A.隨通電導線中的電流I的減小而增大
B.隨IL乘積的減小而增大
C.隨通電導線所受磁場力F的增大而增大
D.跟F、I、L的變化無關
5.質量為m、帶電量為q的小球，從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置於方向水平向外的勻強磁場中，其磁感強度為B，如圖所示。
若帶電小球下滑後某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面説
法中正確的是( )
①小球帶正電
②小球在斜面上運動時做勻加速直線運動
③小球在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動
④則小球在斜面上下滑過程中，當小球對斜面壓力為零時的速率為mgcos/Bq
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
6.用兩個一樣的彈簧吊着一根銅棒，銅棒所在虛線範圍內有垂直於紙面的勻強磁場，棒中通以自左向右的電流，如圖所示。當棒靜止時，彈簧秤的讀數為F1;若將棒中的電流方向反向，當棒靜止時，彈簧秤的示數為F2，且F2F1，根據這兩個數據，可以確定( )
A.磁場的方向 B.磁感強度的大小
C.安培力的大小 D.銅棒的重力
7.如圖所示，三根通電直導線P、Q、R互相平行，通過正三角形的三個頂點，三條導線通入大小相等，方向垂直紙面向裏的電流;通電直導線產生磁場的磁感應強度B=KI/r，I為通電導線的電流強度，r為距通電導線的距離的垂直距離，K為常數;則R受到的磁場力的方向是( )
A.垂直R，指向y軸負方向
B.垂直R，指向y軸正方向
C.垂直R，指向x軸正方向
D.垂直R，指向x軸負方向
8.下圖所示的是磁感應強度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關係圖(其中B垂直於F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直)。其中正確的是( )
9.在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉着一個帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強磁場中做逆時針方向的水平勻速圓周運動，磁場方向豎直向下，其俯視圖如圖所示.若小球運動到A點時，繩子突然斷開，關於小球在繩斷開後可能的運動情況，以下説法正確的是 ( )
?A.小球仍做逆時針勻速圓周運動，半徑不變
?B.小球仍做逆時針勻速圓周運動，但半徑減小
?C.小球做順時針勻速圓周運動，半徑不變
?D.小球做順時針勻速圓周運動，半徑減小
10.如圖所示，在水平地面上方有正交的`勻強電場和勻強磁場，勻強電場方向豎直向下，勻強磁場方向水平向裏。現將一個帶正電的金屬小球從M點以初速度v0水平拋出，小球着地時的速度為v1，在空中的飛行時間為t1。若將磁場撤除，其它條件均不變，那麼小球着地時的速度為v2，在空中飛行的時間為t2。小球所受空氣阻力可忽略不計，則關於v1和v2、t1和t2的大小比較，以下判斷正確的是( )
A.v1v2，t1 B.v1
C.v1=v2，t1
二.填空題(本題共3小題，每題4分，滿分12分;將正確、完整的答案填入相應的橫線中。)
11.某地地磁場的磁感應強度的水平分量是3.0l0-5T，豎直分量是4.010-5T，則地磁場磁感應強度的大小為__________，方向為__________________，在水平面上，面積為5m2的範圍內，地磁場的磁通量為____________Wb。
12.把長L=0.15m的導體棒置於磁感應強度B=1.010-2T的勻強磁場中，使導體棒和磁場方向垂直，如圖所示。若導體棒中的電流I=2.0A，方向向左，則導體棒受到的安培力大小F= N，安培力的方向為豎直向 .(選填上或下)
13.如圖所示，傾角為的光滑絕緣斜面，處在方向垂直斜面向上的勻強磁場和方向未知的勻強電場中，有一質量為m、帶電量為 - q的小球，恰可在斜面上做勻速圓周運動、其角速度為，那麼，勻強磁場的磁感應強度的大小為 ，未知電場的最小場強的大小為 ，方向沿 。
三.科學探究與實驗 (本題共2小題，滿分10分)
14.如圖所示，銅棒ab長0.1m，質量為610-2kg，兩端與長為1m的輕銅線相連，靜止於豎直平面上，整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度B=0.5T。現接通電源，使銅棒中保持有恆定電流通過，銅棒發生偏轉。已知最大偏轉角為370，則在此過程中銅棒的重力勢能增加了_________J;恆定電流的大小為_________A。(不計空氣阻力，sin370=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2)
15.在同時存在勻強電場合勻強磁場的空間中取正交座標系Oxyz(z軸正方向豎直向上)，如圖所示。已知電場方向沿z軸正方向，場強大小為E;磁場方向沿y軸正方向，磁感應強度的大小為B;重力加速度為g.問：一質量為m、帶電量為+q的從原點出發的質點能否在座標軸(x、y、z)上以速度v做勻速運動?若能，m、q、E、B、v及g應滿足怎樣的關係?若不能，説明理由.
四、計算題：本題包括4個小題，共38分。要求寫出必要的文字説明，方程式或重要的演算步驟，只寫出最後答案的，不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。
16.(8分)如圖，水平放置的光滑的金屬導軌M、N，平行地置於勻強磁場中，間距為d，磁場的磁感強度大小為B，方向與導軌平面夾為 ，金屬棒ab的質量為m，放在導軌上且與導軌垂直。電源電動勢為E，定值電阻為R，其餘部分電阻不計。則當電鍵調閉合的瞬間，棒ab的加速度為多大?
17.(9分)如圖所示，一束電子流以速率v通過一個處於矩形空間的勻強磁場，速度方向與磁感線垂直，且平行於矩形空間的其中一邊，矩形空間邊長分別為 和 ，電子剛好從矩形的相對的兩個頂點間通過，求電子在磁場中的飛行時間。
18.(10分)如圖所示，在y0的區域內存在勻強磁場，磁場方向垂直於xy平面並指向紙面外，磁感應強度為B。一帶正電的粒子以速度v0從O點射入磁場，入射方向在xy平面內，與x軸正向的夾角為。若粒子射出磁場的位置與O點的距離為L，求該粒子的電量和質量之比
19. (11分)下圖是導軌式電磁炮實驗裝置示意圖.兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即實驗用彈丸).滑塊可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸.電源提供的強大電流從一根導軌流入，經過滑塊，再從另一導軌流回電源.滑塊被導軌中的電流形成的磁場推動而發射.在發射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直於紙面，其強度與電流的關係為B=kI，其中比例常量k=2.510-6T/A.已知兩導軌內側間距為l=3.0cm，滑塊的質量為m=30g，滑塊沿導軌滑行5m後獲得的發射速度為v=3.0km/s(此過程視為勻加速運動).
(1)求發射過程中金屬滑塊的加速度大小;
(2)求發射過程中電源提供的電流強度大小;
(3)若電源輸出的能量有9%轉換為滑塊的動能，則發射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大?
參考答案及評分標準：
一、選擇題
1.B 2.B 3. D 4. ABD 5. B 6. ACD 7. A 8. D 9. ACD 10. D
二、填空題
11.5.0l0-5T(1分) 與豎直方向成37斜向下(或斜向上)(1分)， 2.010-4(2分)
12.答案：3.010-3(2分)，下(2分)
13. (2分) (1分) 沿斜面向下(1分)
三、實驗探究題
14.0.12(2分)，9 (3分)
15.能沿x軸正向：Eq+Bqv=mg;(1分)能沿x軸負向：Eq=mg+Bqv;(1分)
能沿y軸正向或負向：Eq=mg;(1分)
不能沿z軸，因為電場力和重力的合力沿z軸方向，洛倫茲力沿x軸方向，合力不可能為零. (2分)
四、計算題
16.解析：畫出導體棒ab受力的截面圖，如圖所示
導體棒ab所受安培力：F = BIL (3分)
由牛頓第二定律得： Fsin=ma (2分)
導體棒ab 中的電流： I=E/R (1分)
得 (2分)
17.解析：電子進入勻強磁場中作勻速圓周運動，軌跡如圖，由幾何關係得，
(2分)
解得電子運動半徑 ，圓心角 (2分)
電子在磁場中運動時間 (3分)
將 代入上式解得 (2分)
18.解析： 帶正電的粒子射入磁場後，由於受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運動，從A點射出磁場，O、A間的距離為L，射出時速度的大小仍為v0，射出方向與x軸的夾角仍為。
由於洛倫茲力提供向心力，則： ，R為圓軌道的半徑，(4分)
解得： (2分)
圓軌道的圓心位於OA的中垂線上,，由幾何關係可得：
(2分)
聯立兩式解得 (2分)
19解析：(1)由勻加速運動公式 a=v22s =9105m/s2(3分)
(2)由安培力公式和牛頓第二定律，有 F=IBl=kI2l(2分)
kI2l=ma(1分)
因此 I=makl =6.0105A(1分)
(3)滑塊獲得的動能是電源輸出的能量轉化的，所以
Pt9%=12 mv2(1分)
發射過程中電源供電時間t=va =13 10-2s(1分)
所需的電源輸出功率為P=12mv2t9% =4.5108W(1分)
(或P=12 Fv/9%=12 mav/9%
由功率P=IU，解得輸出電壓 U= PI =750V(1分)
。
