人教版 (新课标)选修3第三章 磁场综合与测试练习

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（人教版）2012届高三物理一轮复习同步测试：选 修 3-1 检 测 题一、选择题1、有两个点电荷所带电量的绝对值均为Q,从其中一个电荷上取下ΔQ电量，并加在另一个电荷上，那么它们之间的相互作用与原来相比（ ）A．一定变大　　　B．一定变小    C．保持不变　　　D．由于两电荷电性不确定，无法判断2、两个相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r，两球相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（ ）A．4/7　　　　　　B．3/7            C．9/7　　　　　　D．16/73、如图所示电路中，六个电阻的阻值均相同，由于对称性，电阻R2上无电流流过，已知电阻R6所消耗的电功率为1 W，则六个电阻所消耗的总功率为（ ） A．6 W　　　　　　　　　　　　B．5 W C．3 W　　　　　　　　　　　　D．2 W  4、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，合上开关S后各电灯恰能正常发光，如果某一时刻电灯L1的灯丝烧断，则（ ） A．L3变亮，L2、L4变暗　　　　 B．L2、L3变亮，L4变暗 C．L4变亮，L2、L3变暗　　　　 D．L3、L4变亮，L2变暗  5、如图所示，平行实线代表电场线，方向未知，带电量为1×10－2 C的正电荷在电场中只受电场力的作用，该电荷由A点移到B点，动能损失0.1 J，若A点电势为－10 V，则（ ） A．B点的电势为零B．电场线方向向左C．电荷运动的轨迹可能是图中曲线①D．电荷运动的轨迹可能是图中曲线②6、如图所示，三根长直导线中的电流强度相同，导线b和d的电流方向垂直纸面向外，导线c的电流方向垂直纸面向里，a点为bd连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac，则a点处的磁感应强度的方向为（ ） A．垂直纸面向外　 　　　　 　 B．垂直纸面向里  C．沿纸面由a指向c　　　　　 D．沿纸面由a指向d7、如图所示，表示通电导线在磁场内受磁场力作用时F、B、I三者方向间的关系，其中正确的是（ ）8、如图所示，两条长直导线AB和CD相互垂直，其中AB固定，CD可以以其中心为轴自由转动或平动，彼此相隔一很小距离，当分别通以图示方向的电流时，CD的运动情况是（ ）  A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时离开导线ABC．逆时针方向转动，同时靠近导线ABD．逆时针方向转动，同时离开导线AB9、如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直于纸面指向读者的磁场，物体滑到底端时速度（ ） A．大于v　　　　　　　　　　　B．小于v C．等于v　　　　　　　　　　　D．不能确定10、如图所示，在oxy区域内充满了垂直纸面向里的匀强磁场，现有一对正负电子以相同速度沿着与x轴成30°角的方向自原点o垂直于磁场方向射入磁场中，则正电子与负电子在磁场中的运动时间之比为（ ） A．1：2　　　　　　　　　　　 B．2：1C．　　　　　　　　　 　D．1：1 11、两个粒子电量相等，在同一匀强磁场中只在磁场力的作用下做匀速圆周运动，则（ ）A．若速率相等，则半径必相等              B．若动能相等，则周期必相等C．若质量相等，则周期必相等              D．若动量相等，则半径必相等12、用同一回旋加速器分别对质子（）和氦离子（）加速后（ ）A．质子获得的动能大于氦离子获得的动能    B．质子获得的动能等于氦离子获得的动能C．质子获得的动能小于氦离子获得的动能    D．无法判断 二、填空题13、一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者大小关系为________．14、如图所示的电路中，两个电池的电动势都是E，内阻都为r，则通过电流表的电流为__________.15、许多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应．（1）它的控制电路中接入了哪几种传感器？答：___________________________________________．（2）从这几种传感器来的信号，应当通过哪种门电路，再进入执行电路？答：__________________________________________．16、下图为一多用电表示意图，其中P、K、T为三个可调节的部件．现用这一电表测量一个大约是2 kΩ～4 kΩ的定值电阻，部分操作步骤如下：　　（1）调节可调部件_______，使电表指针指向最左端刻度线上．　　（2）调节可调部件_______，使它的尖端指向Ω（欧姆）挡×100 Ω位置．　　（3）将红黑表笔分别插入正、负插孔中，笔尖相互接触，调节可调部件_______，使电表指针指向最右侧刻度线处．17、在用电流表和电压表“测定电池的电动势和内阻”的实验中，所测电池是电动势约为1.5 V的干电池，其内阻约为几欧．备用的电流表、电压表、滑动变阻器如下：A．电流表：量程0.6 A，内阻0.10 ΩB．电流表：量程3 A，内阻0.025 ΩC．电压表：量程3 V，内阻5 kΩD．电压表：量程15 V，内阻25 kΩE．滑动变阻器，阻值范围0～15 Ω，额定电流1 AF．滑动变阻器，阻值范围0～1000 Ω，额定电流0.5 A　　（1）实验要求准确且便于操作，则电流表应选_______，电压表应选_______，滑动变阻器应选_______．（填代号）　　（2）请你用铅笔画线代替导线，将图12中的各个实物连成符合要求的电路（4分）三、解答题18、图中，金属棒ab质量m=5g，放在相距l=1m的两根光滑的金属导轨上，磁感应强度B=0.5T，方向竖直向上，电容器的电容C=200μF，电源电动势E=16V，导轨距地面高度h=0.8m．当单刀双掷开关掷向1后，再掷向2，金属棒被抛到水平距离s=6.4cm的地面上，问电容器两端的电压还有多大?     19、如图所示，截面为直角三角形的区域内，有一个具有理想边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，三角形区域的ab边长为L，θ=30°．一个电子从ab边界外侧在ab边中点处与ab成30°角垂直于磁场方向射入场内，已知电子的电荷量为e，质量为m．为使电子能从ac射出，电子入射速度v0应该满足什么条件?20、如图所示电路中，开关闭合后，电源的总功率P总=15W，电源输出功率P出=12W，电阻R1=4 Ω，R2 = 6 Ω，R3 = 0.6 Ω．求：　　　（1）A、B间的电压．　　（2）电源电动势和内电阻．21、如图所示，有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一根足够长的绝缘杆平行于电场方向固定，杆上套一个质量为m，带电量为+q的环，它与横杆间的动摩擦因数为μ，且，环由静止开始运动，求：　　（1）环可能达到的最大加速度及此时它的速度　　（2）环能达到的最大速度22、如图所示，粒子源S能在图示纸面内的3600范围内发射速率相同，质量为m，电量为-q的粒子，MN是足够大的竖直挡板，S到板的距离为L，挡板左侧充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B（重力不计）求：　　（1）粒子速度至少为多大，才能有粒子到达挡板？　　（2）若S发射的粒子速率为，则挡板被粒子击中的部分的长度为？                            检测题答案1—6  B  CD  D  B   ABC  D                7—12  D  C  B   B   CD  B  提示：1、原来电荷间的作用力为F=;　　设两球带有同种电荷，且电量分别为Q－ΔQ和Q+ΔQ时，它们之间的库仑力F=k，且为斥力，当两球带有异种电荷，两球带电量分别为Q－ΔQ和－（Q－ΔQ），两球间的作用力为：F=k.　　所以无论两电荷的电性如何，它们之间相互作用力与原来相比一定减小.　　2、设两球带有同种电荷，且带电量分别为Q和7Q时，它们之间的库仑力F=K且为斥力，两者相互接触后，两球带电量均为4Q（平均分配），两球间的作用力为：　　F′=K　　∴　　两球带有异种电荷时，两球接触后，两球带电量均为3Q（先中和后平均分配），F′=K∴.　　3、R2上无电流，可将R2拆去，再利用P=可求解.　　5、电荷由A到B，W=ΔEk,WABq=－0.1 J,(UA－UB)×1×10－2=－0.1,UB=0 V即UA＜UB,从而可知电场线的方向向左，又因带电粒子为正电荷，受到水平向左的电场力作用，轨迹必向电场力的方向弯曲.　　6、由右手螺旋定则得：b导线在a点的磁场方向沿ca方向；d导线在a 点的磁场沿ac方向；c导线在a点的磁场沿ad方向。三者磁感应强度大小相等，矢量合成后沿ad方向，故D正确。　　7、由左手定则判断D正确。　　8、由右手螺旋定则得AB左侧磁场垂直纸面向外，右侧垂直纸面向里。由左手定则得CD左边受向下的安培力，右边受向上的安培力，故逆时针转动。CD转动后，电流方向与AB电流相同，相互吸引，故同时靠近导线AB。　　9、由左手定则得加磁场后，物体受垂直斜面向下的洛伦兹力，所以物体下滑时所受摩擦力增大，克服摩擦力做功增多，故滑到底端时速度小于v　　10、由正负电子运动轨迹得正电子运动的圆弧所对圆心角为，负电子运动的圆弧所对圆心角为，由得t1：t2=2：1        11、由和得CD正确12、回旋加速器加速后的粒子获得的速度，粒子动能，所以E1：E2=1：1　　13、解析：带电细杆MN在其周围产生电场，在MN的延长线上距离越远，电场越弱.而在金属球内部，当静电平衡后电场强处处为零.这是带电细杆MN所产生的场强与金属球上感应电荷所产生的场强合成而得到的，因此感应电荷所产生的场强与MN所产生的场强大小相等、方向相反，由于c点距带电杆MN最近.MN所产生的电场在c处的场强大于b处和a处的场强，所以金属上感应电荷产生的电场在c处的场强Ec大于在b处的场强Eb及在a处的场强Ea，同理Eb＞EA．  答案：Ec＞Eb＞Ea　　14、解析：从图中可看出两个电池是并联的，A表的读数是总电流的一半.     答案：　　15（1）光传感器；声传感器．（2）“与”门．　　16、（1）P　　（2）K　　（3）T                 17、（1）ACE　　（2）如下图连接．答案：　　18、设金属棒通过电流的时间为△t，电容器放电电荷量为△Q，金属棒中电流为I，则：△Q=I△t．金属棒受到的安培力为F=BIL=BL．金属棒因通电受到的安培力冲量F△t=m△v=mv　　由平抛定律可知：　　　　由上式得BL△Q=，所以　　原电荷量是Q=CE=3.2×10－3C　　现在电压为U，则Q－△Q=CU      ∴　　19、因为磁场只分布于三角形范围内，所以只以实线部分圆弧模拟粒子的运动轨迹如答图所示，可以清晰地看到轨迹A与边ac相切，即为刚好不能从ac边飞出的粒子轨迹．轨迹B相切于bc边，其表示粒子刚好能从ac边飞出的临界状态的轨迹．设轨迹A的圆心为O1，半径为R1，轨迹B的圆心为O2，半径为R2，因v0与ab成30°角，所以v0垂直bc，如图b所示．由几何知识知∠dO1g=30°，在∠O1dg中，　　.　　在△dbe中，de=R2=．　　由得两轨迹所对应的粒子速度分别为　　则v0应满足．　　20、解：（1）R1与R2并联后的阻值　Ω = 2.4 Ω　　外电路的总电阻R0 = R12＋R3 = 2.4 Ω＋0.6 Ω = 3.0 Ω　　由P=I2R得干路电流　　　AB间的电压　UAB = I0R12 = 2.0×2.4 V = 4.8 V　　（2）由得电源电动势　V = 7.5 V　　由得内电阻　Ω－3.0 Ω = 0.75 Ω 　　21、解：（1）当环受到向上的洛伦兹力等于重力时，将不受摩擦力此时加速度最大　　所以有Eq=mamax　①　　　mg= Bv1q　②　　即　　　　（2）当环速度最大时，环受向上的洛伦兹力大于重力，环受到的摩擦力等于电场力所以有Bvmaxq=mg+N　　①　　f =Nμ　②　　f = Eq　③             联立以上三式得　　22、解：（1）挡板上的点到S的距离最小为L，所以要保证有粒子打在板上，粒子圆周运动的半径最小为L/2，此时粒子速度最小，设为v，则有 ，即　　（2）当粒子速度为时，粒子圆周运动半径R=L，所以打在挡板上的点与S的距离最大为2R=2L，如图A点。当粒子向右水平射出时刚好能打在档板上如图B点，所以被粒子击中的部分长度为AB=L+