单元评估检测(九)
(第九章)
(45分钟 100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分，1～6题为单选题，7～10题为多选题) 1.在重复奥斯特电流磁效应的实验时，需要考虑减少地磁场对实验的影响，则以下关于奥斯特实验的说法中正确的是 ( ) A.通电直导线竖直放置时，实验效果最好
B.通电直导线沿东西方向水平放置时，实验效果最好 C.通电直导线沿南北方向水平放置时，实验效果最好
D.只要电流足够大，不管通电直导线怎样放置，实验效果都很好
【解析】选C。由于在地球表面小磁针静止时北极指北、南极指南，所以通电直导线沿南北方向水平放置时，电流在小磁针所在位置的磁场方向为东西方向，此时的效果最好。 2.电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是
( )
A.当天平示数为负时，两线圈电流方向相同 B.当天平示数为正时，两线圈电流方向相同
C.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力
D.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力
【解析】选A。当两线圈电流方向相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确B错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力是一对相互作用力，等大反向，C错误；静止时，线圈Ⅱ平衡，线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力施力物体不同，受力物体相同，不满足相互作用力的条件，D错误。 【总结提升】本题的原理是两通电直导线间的相互作用规律：两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。
①电流方向相同时，将会吸引； ②电流方向相反时，将会排斥。
3.如图所示，一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中。A中I是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线连线的中垂线；B中+Q是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两点电荷连线的中垂线；C中I是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；D中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外。其中，带电粒子不可能做匀速直线运动的是
( )
【解析】选B。题图A中两条垂直纸平面的长直导线中通有等大反向的电流，在中垂线上产生的合磁场方向水平向右，带电粒子将沿中垂线做匀速直线运动；题图B中等量同种正点电荷在中垂线上的合电场强度在连线中点左侧水平向左，在连线中点右侧水平向右，带电粒子受力不为零，不可能做匀速直线运动；题图C中粒子运动方向与所处位置磁感线平行，粒子做匀速直线运动；题图D是速度选择器的原理图，只要v0=，粒子做匀速直线运动，故选B。 4.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，半径OC与OB成60°角，质子甲以速度v从A点沿直径AB方向射入磁场，从C点射出。质子乙以速度从B点沿BA方向射入磁场，从D点(图中未画出)射出磁场，不计质子重力，则C、D两点间的距离为
( )
A.R
B.2R
C.2R D.R
【解析】选D。质子在磁场中运动的轨迹如图所示，洛伦兹力提供质子做匀速圆周运动的向心力，则qvB0=m
，得r=
，由几何关系有r1=
=
R。由于质子乙的速度是，故其
轨迹半径r2==R，则tan∠O2OB==，得∠O2OB=30°，故∠BOD=2∠O2OB=60°，CD=2Rsin
60°=R，选项D正确。
【加固训练】
如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间ta、tb、tc、td，其大小关系是
( )
A.ta D.ta=tb>tc>td 【解析】选D。带电粒子的运动轨迹如图所示，由图可知，从a、b、c、d四点飞出的电子对应的圆心角θa=θb>θc>θd，而带电粒子的周期T=故ta=tb>tc>td，选项D正确。 相同，其在磁场中运动时间t= T， 5.(2019·全国卷Ⅲ)如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为 ( ) A. B. C. D. 【解析】选B。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由R=可知，第一象限粒子的运动半径 是第二象限的运动半径的二倍，整个运动轨迹如图，即运动由两部分组成：第一部分是个周 期，第二部分是个周期，故总时间t=·+·=，故B正确。 【加固训练】(2017·全国卷Ⅲ)如图，空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场。在x≥0区域，磁感应强度的大小为B0；x<0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1)。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力)： (1)粒子运动的时间。 (2)粒子与O点间的距离。 【解析】(1)粒子的运动轨迹如图所示：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛 伦兹力提供，所以在x≥0区域有：qv0B0=在x<0区域有： qv0(λB0)= 解得R1= R2= 在x≥0区域运动时间t1= ； 在x<0区域运动时间t2=； 粒子运动的时间t=t1+t2=(2)粒子与O点间的距离 。 d=2(R1-R2)= 答案：(1) (2) 6.如图所示，直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中，有一条长0.6 m 的直导线沿Ox方向通有大小为9 A的电流，受到的安培力沿Oz方向，大小为2.7 N。则该匀强磁场可能的方向和磁感应强度B的最小值为 ( )
2021高考物理一轮复习单元评估检测九磁场含解析鲁科版
