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第11章 磁场 章末检测卷
满分100分，考试时长90分钟
一、单选题（每题3分，共24分）
1．如图所示，一段直导线弯折成L形，AC和CD段相互垂直，AC段长为d，CD段长为0.6d，将该导线
固定在赤道上，CD段沿东西方向（C在东侧），AC段向北倾斜，与赤道平面成53°角，给该段导线从A
端通入大小为I的恒定电流，导线所在处的地磁场磁感应强度大小为 B，已知 ，则该段导线受
到地磁场的安培力大小为（ ）
A．BId B．1.6BId C．0.8Bld D．
2．如图所示，速度选择器的两平行导体板之间有方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸
面向里。一电荷量为＋q的粒子以速度v从S点进入速度选择器后，恰能沿图中虚线通过。不计粒子重力，
下列说法可能正确的是（ ）
A．电荷量为 的粒子以速度v从S点进入后将向下偏转
B．电荷量为 的粒子以速度v从S点进入后将做类似平抛的运动
C．电荷量为 的粒子以大于v的速度从S点进入后动能将逐渐增大
D．电荷量为 的粒子以大于v的速度从S点进入后动能将逐渐减小
3．如图所示，斜边长为a的等腰直角三角形MNP处于一匀强磁场中，比荷为 的电子以速度 从M点沿
MN方向射入磁场，欲使电子能经过NP边，则磁感应强度B的取值应为（ ）A． B． C． D．
4．如图所示，在直角坐标系I象限内（包含x、y坐标轴）有方向垂直xOy平面向外、大小为B的匀强磁
场。点P （2a，a）处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为 m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速
度方向均在xoy平面内，速度大小均为 ，不计粒子间的相互作用。下列关于粒子在坐标轴上射出的范
围，判断正确的是（ ）
A．x轴上［0， 4a］范围有粒子射出 B．x轴上（a，（2 + ）a］范围有粒子射出
C．y轴上［0，a］可范围有粒子射出 D．y轴上［a， 2a］范围有粒子射出
5．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截
面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F ，弹簧伸长量为x；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁
N1 1
对斜面的压力为F ，弹簧伸长量为x。则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（
N2 2
）
A．F ＜F ，x＞x B．F ＞F ，x＜x
N1 N2 1 2 N1 N2 1 2
C．F ＞F ，x＞x D．F =F ，x＞x
N1 N2 1 2 N1 N2 1 2
6．如图所示，空间存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为 的匀强磁场，粒子源 可沿纸面向各个方向
以相同的速率发射质量为 、带电荷量为 的正粒子，一薄光屏与纸面的交线为PQ，OQ L，PQ 2L，
。要使 左、右两侧所有点均能被粒子打中，则粒子的速率至少为（ ）A． B． C． D．
7．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆
柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为 a，长度为 。带电粒子束持续以某一
速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次
碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为 n，粒子电荷量为＋q，不计粒子的重力、粒子间的相
互作用，下列说法不正确的是（ ）
A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为a B．粒子质量为
C．管道内的等效电流为nq D．粒子束对管道的平均作用力大小为
8．如图所示，倾角为 的光滑斜面置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 ，一质量为 、长
为 的导体棒，通以垂直纸面向外、电流大小为 的电流时，放在斜面上恰好能保持静止。如果将磁场方
向变为垂直斜面向上，磁感应强度大小变为 ，其他物理量保持不变，导体棒还能静止在斜面上。已知重
力加速度为 ，则（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（每题4分，共16分，全部选对得4分，少选1个得2分，错选1个得0分）9．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场中的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为 n，线
圈的水平边长为L，处于虚线方框的被测匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，
调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使
天平再次平衡。重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．测得的磁感应强度大小为 B．测得的磁感应强度大小为
C．被测匀强磁场方向垂直线圈平面向里 D．被测匀强磁场方向垂直线圈平面向外
10．磁强计是一种测量磁感应强度的仪器，其原理如图所示，取一块长方体金属导体，使磁场方向垂直于
金属前后表面（即沿x轴方向），通过外加电源使金属导体中的电流沿y轴正方向并保持电流不变，测量
金属导体上下表面（即沿轴方向）的电压，经过处理后即可测得磁感应强度 B的大小，下列说法正确的是
（ ）
A．若金属导体上表面电势高，则磁感应强度B沿x轴正方向
B．若电压表读数增大，则磁感应强度B一定增大
C．仅增大金属导体沿z轴方向的高度，电压表的示数将增大
D．仅增大金属导体沿x轴方向的宽度，电压表的示数将减小
11．如图所示，水平地面上平行放置两根足够长的通电直导线 a和b，其电流大小相等、方向垂直纸面向
里，竖直线MN位于直导线a、b的中垂面上。通电直导线c中的电流方向垂直纸面向外。现在从M点由静
止释放，一段时间后直导线c落在地面上。M点离地面的高度为h，整个过程中，导线a和b静止不动，不
计空气阻力，重力加速度为g。通电直导线c则由M点运动到N点的过程中（ ）A．导线a、b在M点产生的磁感应强度方向为水平向左
B．导线c在M点的加速度小于g
C．导线c即将落地时的加速度大小一定为g
D．调整M点到地面的高度h，导线c落地时的速度大小可能为
12．如图甲所示，一带电物块无初速度地放上与水平面成θ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v-t图像如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5s，关于带电物块及该运动过程的说法中正确的是
（ ）
A．该物块带正电
B．传送带的传动速度大小一定为lm/s
C．物块与传送带间的动摩擦因数μ可能等于tanθ
D．在2s～4.5s内，物块与传送带可能有相对运动
三、实验题（每空2分，共18分）
13．某学习小组利用砷化镓霍尔元件（载流子为电子）测量磁感应强度B，实验原理如1图所示，匀强磁
场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流I ，I 通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍
H H
尔电压U 。
H（1）2、4测脚中电势高的是 （选填“2”或“4”）测脚。
（2）某次实验中，利用螺旋测微器测量元件厚度d（如2图），其读数为 mm，调节工作电
压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示：
实 验 次
1 2 3 4 5
数
0.50 1.00 1.50 2.00 2.50
166.
41.5 83.1 124.8 208.1
4
根据实验数据在如3图所示的坐标纸上作出U 与I 的关系图像；
H H
（3）设该元件单位体积中自由电子的个数为n，元件厚度为d，磁感应强度为B，电子电荷量为e，则U
H
与I 的关系式为 。
H
（4） 为提高测量灵敏度，请提出制作霍尔元件的建议 。
14．某研究性学习小组的同学，为检测某工厂排放污水的情况，制作了一个简易的电磁流量计，如图甲所
示。该装置为中空的长方形管道，长、宽、高分别为a=20cm，b=c=10cm，左右两端开口，与排污管道联
通。流量计的上下底面为绝缘体，前后两个侧面为导体，并分别固定两个电极 M、N。在垂直于底面的方
向加一竖直向下的匀强磁场，已知磁感应强度为 B=0.8 T。当含有正负离子的污水从左向右流经该装置时，
M、N两电极间将产生电势差U。
（1）若使用多用电表的电压挡测量 M、N电极间的电势差，则与图甲中 M相连的应是多用电表的
色表笔（选填“红”或“黑”）。
（2）某次测量时，使用了多用电表250mV量程的直流电压挡，表盘示数如图乙所示，则M、N电极间的
电势差U= mV。
（3）若多用电表使用直流电压挡时，可近似视为理想电压表，则根据（2）中测得的电压值，可估算出污
水的速度为 m/s（结果保留2位有效数字）。
（4）现把多用电表的换挡开关旋至量程适当的直流电流挡，把红、黑表笔正确接至M、N两个电极，测
得电流值为I=50μA，并已知此时多用电表的内阻为r=200Ω。假定污水的流速恒定并且充满流量计的长方
形管道，由此可估算出污水的电阻率ρ= Ω·m。四、解答题（本题一共3小题，共42分）
15．（12分）两个用同样的细导线做成的刚性闭合线框，正方形线框的边长与圆形线框的直径相等，如图
所示（两线圈之间彼此绝缘）。把它们放入同一匀强磁场中，线框所在平面均与磁场方向垂直，匀强磁场
的磁感应强度随时间的变化关系为： （ 为定值），求：
（1） 时，穿过正方形、圆形线框的磁通量之比；
（2）正方形、圆形线框中感应电流之比。16．（12分）如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为 d，两板中央各有一个小
孔O、O′正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一群正离子
在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子质量为m、带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆
周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T ，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受
0
重力。求：
（1）磁感应强度B 的大小；
0
（2）要使正离子从O′垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v 的可能值。
017．（18分）如图所示，在x轴和y轴构成的平面内，有两条平行于 y轴、且与y轴的距离均为
的直线 和 ，直线 与y轴之间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，直线 与y轴之间存在沿y轴
负方向的有界匀强电场，有一个质量 、电荷量 的带正电的粒子，从坐标原
点以速度 沿x轴正方向进入磁场区域，经过坐标为 的点后进入电场区域，最后恰好
从 与x轴的交点C射出电场，不计粒子的重力。（ ）求：
（1）匀强磁场磁感应强度 的大小；
（2）电场强度大小与磁感应强度大小的比值 ；
（3）粒子经过C点时的速度。
