训练三 磁 场

《教学考试》物理命题研究中心

1．(2017·福建省厦门第一中学月考)粗糙绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同，方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块(电性未知)以某一初速v沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是

( )

A．滑块一定做变加速直线运动

B．滑块一定做匀速直线运动

C．滑块一定做曲线运动

D．滑块一定做匀变速直线运动

2．(2017·天津市五区县高三上学期期末考试)如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，O是A、B连线的中点。以O为坐标原点，A、B连线为x轴，O、C连线为y轴，建立坐标系。过A、B、C、O四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里的电流。则过C点的通电直导线所受安培力的方向为

( )

A．沿y轴正方向

B．沿y轴负方向

C．沿x轴正方向

D．沿x轴负方向

(2)用直线将各点连接，如图所示：

10.(1)③ ⑥ (2)图见解析 (3)左 (4)r1=(k-1)R1

【解析】(1)由于待测电流表G1量程等于电流表G2量程的一半，所以应将阻值与待测电流表内阻相等的电阻③R1并联进行改装，使得改装后的电流表的量程与G2量程相等，以便于测量，由于滑动变阻器采用的分压式，阻值越小越方便调节，所以变阻器应选用R4。

(2)连接电路图时，应先连好分压电路，然后再连接测量电路，连线图如图。

(3)为保护电流表，闭合开关前，应将滑片置于输出电压最小时，故置于最左端。

3．(多选)(2017·广东省肇庆市高三第二次模拟考试)如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t=0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是

( )

A．在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动

B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动

C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小

D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小

4．(2017·山东省寿光市现代中学高三月考)一圆柱形磁铁竖直放置，如图所示，在它的右侧上方有一带正电小球，现使小球获得一水平速度，小球若能在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是

( )

A．俯视观察，小球的运动方向可以是顺时针，也可以是逆时针

B．俯视观察，小球的运动方向只能是顺时针

C．俯视观察，小球的运动方向只能是逆时针

D．不可能实现小球在平面内做匀速圆周运动

5．(2017·湖南省衡阳市第八中学月考)如图所示，不同带电粒子以不同速度由左端中线水平射入如图装置，左侧有竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向内的匀强磁场B1，右侧是垂直于纸面向外的磁场B2，中间有一小孔，不计粒子重力。下列说法正确的是

( )

A．只有正电荷才能沿中线水平通过B1区域进入到B2磁场区域

D．若甲、乙两个粒子的电荷量相等，打在胶片上离小孔的距离是2∶3，则甲、乙粒子的质量比为2∶3

6．(多选)(2017·高考押题)如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，O为圆心，P为边界上的一点。相同的带电粒子a、b(不计重力)从P点先后射入磁场，粒子a正对圆心射入，速度方向改变60°后离开磁场，粒子b射入磁场时的速度方向与粒子a射入时的速度方向成60°，已知它们离开磁场的位置相同，下列说法正确的是

( )

7．(2017·河北省衡水市冀州中学一轮检测)一带负电的小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3；若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示。不计空气阻力，则

( )

A.h1=h3________________ B.h1lt;h4

C.h2与h3无法比较 D.h2lt;h4

8．(多选)(2016·江苏省阜宁县月考)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法正确的是

( )

A．电势差UCD仅与材料有关

B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCDlt;0

C．仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大

D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平

9．(2017·河南省开封市高三第一次模拟)如图所示，真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R=0.5 m，磁场垂直纸面向里。在ygt;R的区域存在沿-y方向的匀强电场，电场强度为E=1.0×105V/m。在M点有一正粒子以速率v=1.0×106m/s沿+x方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为q/m=1.0×107C/kg，粒子重力不计。

(1)求圆形磁场区域磁感应强度的大小；

(2)求沿+x方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程。

(1)求出粒子速度的大小，判定粒子的电性；

(2)这束粒子中，粒子质量最小值和最大值各是多少？

参考答案

1．D 【解析】根据安培定则，知两导线连线上的垂直平分线上磁场方向竖直向下，滑块运动方向和磁场方向平行，不受洛伦兹力，只受恒定的摩擦力作用，所以滑块一定做匀变速直线运动，故D正确。

2．B 【解析】等边三角形的三个顶点A、B、C处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流。由安培定则可得：导线A、B的电流在C处的合磁场水平向右，导线O的电流在C处的磁场也是水平向右，故三条导线的电流在O处的合磁场方向水平向右。再由左手定则可得,C点的通电直导线所受安培力的方向为竖直向下，沿着y轴的负方向，故B正确。

3．AD 【解析】当t=0时，由左手定则可知，MN受到向右的作用力，根据F安=BLI，由于B最大，故此时的安培力最大，则MN的加速度最大，随着时间的延长，磁场强度B减小，故加速度减小，而MN的速度在增大，当B=0时，加速度为0，速度最大，当B反向时，安培力也会反向，则加速度也反向，MN做减速运动，到半个周期时，MN减速到0，此时的加速度反向最大，然后MN再反向运动，到一个周期时MN又回到原出发的位置，故在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动，A正确，B错误；在最初的半个周期内，导线的加速度先减小后增大，而其速度则是先增大后减小，故C错误，D正确。

4．B 【解析】小球若能在水平面内做匀速圆周运动，受到合力提供向心力，所以洛伦兹力与重力的合力指向圆心，根据左手定则判断B正确。

8．BC 【解析】电势差UCD与磁感应强度B、材料有关，选项A错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子向C侧面偏转，则电势差UCDlt;0，选项B正确；仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大，选项C正确；在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直且东西放置，选项D错误。

9.解：(1)沿+x方向射入磁场的粒子进入电场后，速度减小到0，粒子一定是从如图所示的P点射出磁场，逆着电场线运动，所以粒子在磁场中做圆周运动的半径r=R=0.5 m

(2)粒子返回磁场后，经磁场偏转后从N点射出磁场，MN为直径，粒子在磁场中的路程为二分之一圆周长s1=πR

设在电场中的路程为s2，

当粒子质量有最大值时，R最大，粒子运动轨迹恰过C点(见图乙)。