文档内容
第十章 磁场
质量检测卷
（时间：90分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项
符合要求，选对得4分，选错得0分。
1.（2022·江苏南通·三模）一段导线弯成互成直角的两段，放在光滑桌面上，导线中通有
2A的电流，处于磁感应强度大小为0.1T、方向竖直向下的匀强磁场中。要使该导线静止，
则施加在导线上的水平力大小为（ ）
A．0.1N B． C． D．
2．（2022·山东济宁·三模）电磁炮的原理如图所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固
定，导轨平面内具有垂直于导轨平面的匀强磁场，带有炮弹的金属框架垂直放在导轨上，
且始终与导轨保持良好接触。已知磁场的磁感应强度大小为B，电源的内阻为r，两导轨间
距为L，金属框架和炮弹的总质量为m，金属框架的电阻为R。通电后，炮弹随金属框架滑
行距离s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、金属框架与导轨间的摩擦和导轨电阻，不
考虑金属框架切割磁感线产生的感应电动势，下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的方向竖直向下
B．金属框架受到的安培力大小为
C．通过金属框架的电流为
D．电源的电动势为
3．（2022·河南·郑州中学三模）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，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点由静止释放直导线c，直导线c可沿
中垂面落至地面上的N点。整个过程导线a和b静止不动，不计空气阻力，则由M点运动
到N点的过程中（ ）A．导线c在M点受到的安培力水平向右
B．导线c在M点受到的安培力竖直向下
C．导线c可能做加速度一直增大的加速运动
D．导线c可能做加速度一直减小的加速运动
4．（2022·湖南衡阳·三模）“人造太阳”是一种通过磁场将粒子约束在小范围内实现核聚
变的装置，其简化模型如图所示，核聚变主要原料氕核（ ）质量为m，电荷量为q，在
纸面内从圆心O以不同速度向各个方向射出，被约束在半径为R=3R和R= R两个同心
1 2
圆之间的环形区域，该环形区域存在与环面垂直的匀强磁场B，要使所有粒子都不会穿出
磁场的外边缘，不计粒子重力及粒子间碰撞和相互作用，则粒子在磁场中一个连续运动的
最长时间为（ ）
A． B． C． D．
5．（2022·湖南怀化·一模）如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被
边长为L的等边三角形ABC理想分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形顶点A处有一
质子源，能沿∠BAC的角平分线发射速度不同的质子（质子重力不计），所有质子均能通
过C点，质子比荷 ，则质子的速度可能为（ ）
A． B． C． D．
6．（2022·江苏常州·三模）利用质谱仪检测电量相等（4价）的气态C14和C12离子的浓
度比，结合C14衰变为N14的半衰期，可以判断古代生物的年龄。如图所示，离子从容器
A下方的狭缝S 飘入电场，经电场加速后通过狭缝S、S 垂直于磁场边界MN射入匀强磁
1 2 3
场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，检测分离后离子的电流强度可得离子的浓度比。测得 ，则C14和C12的浓度比为（ ）
A． B． C． D．
7．（2022·河北邯郸·二模）速度选择器装置如图所示， 粒子（ ）以速度 自O点沿
中轴线 射入，恰沿 做匀速直线运动。所有粒子均不考虑重力的影响，下列说法正确
的是（ ）
A． 粒子（ ）以速度 自 点沿中轴线从右边射入也能做匀速直线运动
B．电子（ ）以速度 自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线 做匀速直线运动
C．氘核（ ）以速度 自O点沿中轴线 射入，动能将减小
D．氚核（ ）以速度2 自O点沿中轴线 射入，动能将增大
8．（2022·浙江温州·三模）如图所示，足够长的导体棒AB水平放置，通有向右的恒定电
流I。足够长的粗糙细杆CD处在导体棒AB的正下方不远处，与AB平行。一质量为m、电
量为+q的小圆环套在细杆CD上。现给圆环向右的初速度 ，圆环运动的 图象不可能
是（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合
题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．（2022·河北秦皇岛·二模）如图所示，在纸面内有一磁感应强度大小为 、方向水平向
右的匀强磁场，匀强磁场的方向与固定长直导线垂直，长直导线内通有垂直纸面向外的恒定电流 ，在纸面内以导线的横截面为圆心画一个虚线圆， 、 是虚线圆的直径， 、
分别与匀强磁场垂直和平行。已知通有电流 的长直导线产生的磁场在距其 处的磁感
应强度大小 （其中 为已知常量）．已知 点的磁感应强度为 ，下列说法正确的
是（ ）
A．虚线圆的半径为
B． 、 两点的磁感应强度大小均为
C． 、 两点的磁感应强度方向相反
D．若带电荷量为 的检验电荷以速率 经过 点，其速度方向为由 指向 ，则其受到的
洛伦兹力大小为 、方向垂直纸面向外
10．（2022·广东汕头·三模）如图所示，四分之一圆环区域 存在垂直纸面方向的匀强
磁场，圆心为 ，内圆半径为 。一比荷（ ）为 的粒子从 点以速率 沿半径方向与
成 角射入磁场，已知粒子运动轨迹与 边相切并从 点离开磁场。不计粒子重力，
则（ ）
A．粒子在磁场中的加速度为
B．匀强磁场的磁感应强度为
C．粒子在磁场中的运动时间为
D．扇形区域 边的长度为
11．（2022·山东济宁·三模）如图所示，直角坐标系xOy在水平面内，z轴竖直向上。坐标
原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下的匀强磁场。质量为m、带电量为
q的小球A，绕z轴做匀速圆周运动，小球与坐标原点的距离为r，O点和小球A的连线与
z轴的夹角为θ=37°。重力加速度为g，cos37°=0. 8，sin37°= 0. 6，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看带电小球沿逆时针方向做匀速圆周运动
B．小球A与点电荷之间的库仑力大小为 mg
C．小球A做圆周运动的过程中所受的库仑力不变
D．小球A做圆周运动的速度越小，所需的磁感应强度越小
12．（2022·山东泰安·三模）如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀
强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的
部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（
）
A．油滴带正电
B．轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分
C．油滴到b点时的速度大小为
D．油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动
三、填空题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13．（2022·上海黄浦·二模）如图，质量为m、长为L、通有电流I的导体棒垂直静止于倾
角为θ的光滑斜面上，已知空间有垂直于斜面的匀强磁场，则磁场方向垂直斜面向
___________、磁感应强度大小为___________。（已知重力加速度大小为g）
14．（2022·上海市南洋模范中学模拟）某同学大胆猜想：两电流元之间存在相互作用的磁
场力F，可能与两点电荷间的库仑力类似。如图甲所示，通有电流I、I 的两根导线平行放
1 2
置且电流均向上，设 和 分别表示导线上A、B两点处的电流元，A、B两点相距为
r。（说明：若需常量可用K表示）
（1）请你根据猜想，写出两电流元间相互作用的磁场力F大小的表达式________；
（2）类比电场强度的定义写出在距电流元为r处B点的磁感应强度为________；
（3）如图乙所示，环形电流可以视为是由许多段的电流元组成，假设半径为r的圆环形导线通有电流为I，则圆心O处产生的磁感应强度B大小为________。
四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题
16分，共45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
最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15.（2022·安徽马鞍山·三模）如图所示，倾角为 的光滑斜面处于竖直向上的匀强磁
场中，现将一表面绝缘的通电导体棒放置在斜面上，棒中电流方向垂直纸面向里。已知导
体棒始终保持静止状态，导体棒质量m=0.1kg，棒中电流I=0.5A，导体棒长度L=2m，重力
加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求：
（1）磁感应强度的大小：
（2）若将磁场方向在纸面内任意转动，求磁感应强度最小值和此时的磁场方向；
（3）若斜面粗糙且动摩擦因数 =0.5，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求竖直向上磁场的
磁感应强度范围。
16.（2022·湖北·武汉二中模拟）如图，直角三角形ABC区域内有垂直于纸面向里的匀强磁
场，∠A＝60°，∠B＝30°，放置在A点的粒子源沿着AC方向发出速率为v的带负电的各种
粒子，放置在B点的粒子源沿着BC方向发出速率为v的带正电的各种粒子，不计粒子的重
力及粒子间的相互作用。若从A点发出的负粒子在磁场中飞行的最长时间为t，则从B点发
出的正粒子在磁场中飞行的最长时间为多少？
17.（2022·湖北·黄冈中学三模）如图所示，在xOy竖直平面坐标系中x轴上方有竖直向下
的匀强电场，下方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，电磁场区域
足够大。粒子源从S（﹣d，0）坐标处先后向磁场中与+x方向夹角为30°~90°范围内发射粒
子，所有粒子第一次经磁场偏转后同时从O点进入电场，此后所有粒子经过电场第一次到
达x轴的位置到O点最远距离为d、已知粒子的质量为m、电荷量为+q，不计粒子重力及
粒子间相互作用。（1）求从S发射的粒子的最小速度v；
（2）求电场强度E的大小；
（3）若电场强度大小变为（2）中的两倍，从粒子源最迟射出的粒子和速度最小的粒子轨
迹在+x轴上会出现交点，求+x轴上交点的坐标。
18．（2022·江苏常州·三模）如图甲所示的竖直平面坐标系xOy内，存在正交的匀强电场
和匀强磁场，已知电场强度E=2.010-3N/C，方向竖直向上；磁场方向垂直坐标平面，磁感
应强度B大小为0.5T，方向随时间按图乙所示规律变化（开始时刻，磁场方向垂直纸面向
里）。t=0时刻，有一带正电的微粒以v=1.0103m/s的速度从坐标原点O沿x轴正向进入
0
场区，恰做匀速圆周运动，g取10m/s2。试求：
（1）带电微粒的比荷；
（2）带电微粒从开始时刻起经多长时间到达x轴，到达x轴上何处；
（3）带电微粒能否返回坐标原点？如果可以，则经多长时间返回原点？
