文档内容
第十一章 磁场
质量监测试卷
本试卷分第Ι卷（选择题）和第Ⅱ（非选择题）两部分。满分：100分；考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名．班级．座号．准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号
对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁．完整。
3．考试结束后，将答题卡交回（试题卷自己保存，以备评讲）。
第I卷（选择题，共43分）
一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只
有一项是符合题目要求）
1．安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（ ）
A．甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况
B．乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况
C．磁体在常温环境与高温环境下磁性强弱相同
D．磁体在高温环境下磁性会加强
2．如图所示，两根长直导线a、b垂直放置，彼此绝缘，分别通有大小相同电流 。固定的刚性正方形线
圈MNPQ通有电流I，MN到a的距离与MQ到b的距离相等，线圈与导线位于同一平面内。已知通电长直
导线在其周围某点所产生的磁感应强度大小，与该点到长直导线的距离成反比；线圈所受安培力的大小为
F。若移走导线a，则此时线圈所受的安培力大小为（ ）
A． ，方向向左 B． ，方向向右 C． ，方向向左 D． ，方
向向右
3．为研究一些微观带电粒子的成分，通常先利用加速电场将带电粒子加速，然后使带电粒子进入位于匀
强磁场中的云室内。若某带电粒子的运动方向与磁场方向垂直，其运动轨迹如图所示，已知此带电粒子在运动过程中质量和电荷量保持不变，但动能逐渐减少，不计重力，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子从a到b，带正电
B．粒子从b到a，带正电
C．粒子从b到a，带负电
D．粒子运动过程中洛伦兹力对它做负功
4．如图所示， 处放置三根长为 ，电流大小均为 的直线电流， 在空间构成直角三角形，
，其中 处电流的方向均垂直于纸面向外， 处电流的方向垂直
于纸面向里。 处电流在 处产生的磁感应强度的大小为 ，已知电流产生磁场的磁感应强度与距离成反
比。 处导线位于水平面上且处于静止状态，则 处导线受到的静摩擦力大小为（ ）
A． B． C． D．
5．两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入垂直纸
面向里的圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．b粒子动能较大
C．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大 D．b粒子在磁场中运动时间较长
6．如图甲所示，一带电物块无初速度地放上与水平面成 角的传送带底端，传送带以恒定大小的速率沿顺
时针方向传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由传送带底端E运动至顶端F的过程中，其
图像如图乙所示，物块全程运动的时间为 ，关于带电物块及该运动过程的说法中正确的是
（ ）A．该物块带负电
B．传送带的传动速度大小一定为
C．物块与传送带间的动摩擦因数 可能等于
D．在 内，物块与传送带可能有相对运动
7．如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方
向以速度v射入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，不计粒子重力，则（ ）
A．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最长
B．只把磁场的磁感应强度变为原来的三分之一，粒子将从d点射出
C．只把粒子的速度增大为原来的三倍，粒子将从f点射出
D．只把粒子的速度增大为原来的三倍，粒子出射时的速度偏转角大于
二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪的结构示意图，下列
说法中正确的是（ ）
A．图甲中增大两盒间电势差可增大出射粒子的最大动能
B．图乙中可以判断出通过R的电流方向为从b到a
C．图丙中粒子沿直线PQ运动的条件是D．图丁中在分析同位素时，轨迹半径最小的粒子对应质量最大
9．如图所示，场强为E的匀强电场方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场垂直电场向外，带电量为q
的小球（视为质点）获得某一垂直磁场水平向右的初速度，正好做匀速圆周运动，重力加速度为g，下列
说法正确的是（ ）
A．小球必须带正电
B．小球做匀速圆周运动的周期为
C．小球的质量为
D．若仅把电场的方向改成竖直向上，小球正好做匀速直线运动，则其速度为
10．如图所示的虚线为边长为L的正三角形，在正三角形区域内存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），
d、e为ab、bc边的中点。一重力不计的带正电粒子（粒子的比荷为k），由d点垂直ab以初速度v 进入
0
磁场，从e点射出磁场，则（ ）
A．磁场的方向垂直纸面向外 B．磁感应强度大小
C．粒子在磁场中运动的时间 D．粒子在磁场中运动的时间
第Ⅱ卷（非选择题，共57分）
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11．（6分）某同学为了探究磁感应强度的大小和方向，设计了如图所示的实验：将一长为10cm，质量为
0.01kg的金属棒ab用两个完全相同的绝缘弹簧水平地悬挂在垂直于纸面的匀强磁场中（磁场未画出），弹
簧上端固定，将金属棒用导线通过开关与一电动势为12V的电池相连，电路总电阻为2Ω，不考虑导线的
质量，实验的主要步骤如下：(1)闭合开关前，金属棒静止时，用刻度尺测得两弹簧的伸长量均为0.50cm，重力加速度取g=10m/s2，则其
中一根弹簧的劲度系数为 N/m；
(2)闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量均增加了0.30cm，则该磁场的方向为 ，磁感
应强度的大小为 T。
12．（10分）“用霍尔元件测量磁场”的实验中，把载流子为带负电的电子e的霍尔元件接入电路如图，
电流为I，方向向左，长方体霍尔元件长宽高分别为 、 、 ，处于竖直向
上的恒定匀强磁场中。
（1）前后极板M、N，电势较高的是 。（选填“M板”或“N板”）
（2）某同学在实验时，改变电流的大小，记录了不同电流下对应的 值，如下表
1.3 2.2 3.0 3.7 4.4
10.2 17.3 23.6 29.1 34.6
请根据表格中的数据，在坐标图中画出 图像 。已知该霍尔元件单位体积中自由载流子个数为
，一个载流子的电量为 。则根据图像，可算出磁场B= T。（保
留两位有效数字）
（3）若保持流过该元件的电流不变，将该元件前后极板M、N间的电压进行线性放大显示，用它做成的磁
传感器的示数跟被测磁感应强度 （选填“有”、“无”）线性关系。
四、解答题（本大题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．(10分)如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，两平行金属导轨间距 ，M和P之
间接入电动势为 、 的电源，现垂直于导轨搁一根质量 、电阻 的金属棒ab，
并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度为 ，方向与水平面夹角为 ，且指向右斜上方，金属
棒刚好能静止。（g取10m/s2， ， ），求：
（1）导体棒静止时ab中电流及导体棒ab所受安培力大小；
（2）摩擦力大小为多少；
（3）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少。
14.（14分）如图，速度选择器上下板间电压大小为U、距离为d，板间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，
磁感应强度大小为 。一质量为m、电荷量为q的正粒子水平穿过速度选择器并从右侧小孔沿着圆心O的
方向射入环形匀强磁场。已知环形匀强磁场内径为d，外径为 ，忽略粒子重力。
（1）求粒子射入环形磁场的速率v；
（2）若粒子恰好不能进入小圆区域，求环形磁场磁感应强度B的大小；
（3）在第（2）问的条件下，求粒子通过环形磁场所用的时间。
15．(17分)如图， 坐标系第一象限内的矩形区域中存在沿 轴负方向、电场强度大小为 的匀强电场，
第二象限内存在垂直于 平面向外、磁感应强度大小为 的匀强磁场和与第一象限内的矩形区域中电场
强度大小相同、方向相反的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于 平面向外的匀强磁场。 时刻将
一质量为 、电荷量为 的带正电粒子从第二象限的 点由静止释放，粒子第二次经过距 轴距离最远的
位置时恰好由图中 点射入矩形电场区域，一段时间后，粒子由第三象限经坐标原点 射入第一象限。已
知 为矩形的顶点，其坐标为 ，矩形区域沿 轴方向的长度为 ，沿 轴方向的长度为沿
轴方向的长度的 倍，忽略粒子的重力。求：(1)粒子在 点速度的大小；
(2) 点的 坐标；
(3)第三、四象限内匀强磁场的磁感应强度大小。
