【精准解析】高中物理选修3-1章末综合测评3　磁场

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章末综合测评(三)　磁场
(时间：90 分钟　分值：100 分)
一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4分，共 48 分．在每小题给出的四个选
项中，第 1～7题只有一项符合题目要求，第 8～12 题有多项符合题目要求，全
部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0分)
1．用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象(　　)
A．通电螺线管的磁场　 B．直线电流的磁场
C．环形电流的磁场 D．软铁棒被磁化的磁场
D　[安培分子电流假说说明一切磁现象都是由运动电荷产生的．故 A、B、C
错误，D正确．]
2.如图，金属杆 ab 的质量为 m，通过的电流为 I，处在磁感应强度为 B的匀
强磁场中，平行导轨间的距离为 L，结果 ab 静止且紧压于水平导轨上．若磁场方
向与导轨平面成 θ角，金属杆 ab 与水平导轨间的动摩擦因数为 μ，则以下说法正
确的是(　　)
A．金属杆 ab 所受的安培力大小为 BILsin θ
B．金属杆 ab 所受的安培力大小为 BILcos θ
C．金属杆 ab 所受的摩擦力大小为 BILsin θ
D．金属杆 ab 所受的摩擦力大小为 μmg
C　[对ab 杆受力分析如图所示 F＝BIL
Fcos(90°－θ)＝f
解得 f＝BILsin θ，故 C正确．]
3.如图所示，两个相同的带电粒子，不计重力，同时从 A孔沿 AD 方向射入
一正方形空腔中，空腔中有垂直纸面向里的匀强磁场，两粒子的运动轨迹分别为
a和b，则两粒子的速率和在空腔中运动的时间的关系是(　　)
A．va＝vb，ta<tbB．va＞vb，ta>tb
C．va>vb，ta<tbD．va<vb，ta＝tb
C　[由题图可知，半径 Ra＝2Rb，由于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运
动的半径为 R＝，又两个带电粒子相同，所以 va＝2vb.带电粒子在磁场中做匀速
圆周运动的周期 T＝，则两带电粒子运动的周期相同，从 C孔射出的粒子运动的
时间 ta＝，从 B孔射出的粒子运动的时间 tb＝，所以 tb＝2ta.故选项 C正确．]
4.如图所示，用两根轻细金属丝将质量为 m、长为 l的金属棒 ab 悬挂在 c、d
两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从 a到b的电流 I后，两悬线偏离竖直方向 θ
角处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大
小、方向是(　　)
A．tan θ，竖直向上 B．tan θ，竖直向下
C．sin θ，平行悬线向下 D．sin θ，平行悬线向上
D　[要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．
由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三 角 形
可知，安培力的最小值为 Fmin ＝mgsin θ，即 IlBmin ＝mgsin θ，得
Bmin＝sin θ，方向应平行于悬线向上．故 D项正确．]
5.如图所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑 至 底
端时的速率为 v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端
则它滑至底端时的速度(　　)
A．变大 B．变小
C．不变 D．条件不足，无法判断
B　[加上磁场后，滑块受一垂直斜面向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变
大，克服摩擦力做的功变大，而洛伦兹力不做功，重力做功不变，由能量守恒可
知，速度变小．]
6.如图所示，在 MNQP 中有一垂直纸面向里的匀强磁场．质量和电荷量都相
等的带电粒子 a、b、c以不同的速率从 O点沿垂直于 PQ 的方向射入磁场，图中
实线是它们的轨迹．已知 O是PQ 的中点，不计粒子重力．下列说法中正确的是(
)
A．粒子 a带负电，粒子 b、c带正电
B．射入磁场时粒子 a的速率最小
C．射出磁场时粒子 b的动能最小
D．粒子 c在磁场中运动的时间最长
D　[根据左手定则可知 a粒子带正电，b、c粒子带负电，所以选项 A错误；
由洛伦兹力提供向心力 Bvq＝可知 v＝，可知 b的速度最大，c的速度最小，动能
最小，所以选项 B、C错误；由 T＝，比荷相同，各粒子的周期一样，粒子 c的
轨迹对应的圆心角最大，所以粒子 c在磁场中运动的时间最长，选项 D正确．]
7.如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度．天平的右臂下面挂一个矩
形线圈，宽为 L，共 N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面．
当线圈中通有电流 I(方向如图所示)时，在天平两边加上质量分别为 m1、m2的砝
码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为 m的砝码后，天
平又重新平衡．由此可知(　　)
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