章末检测
(满分：100分，时间：45分钟)
一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分.1～5题只有一个选项正确，6～8题有多个选项正确)
1．(2018·江西南昌模拟)奥斯特在研究电流的磁效应实验时，将一根长直导线南北放置在小磁针的正上方，导线不通电时，小磁针在地磁场作用下静止时N极指向北方，如图所示．现在导线中通有由南向北的恒定电流I，小磁针转动后再次静止时N极指向( )
A．北方 C．西偏北方向
B．西方 D．北偏东方向
解析：由安培定则可知，在小磁针位置通电导线产生的磁场方向由东向西，合磁场的方向指向西偏北的方向，小磁针静止时，N极所指的方向是该处合磁场的方向，C正确． 答案：C
2．2016年备受瞩目的国家自然科学奖一等奖，颁给了中国科学技术大学潘建伟院士领衔的“多光子纠缠及干涉度量”项目．在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁
极的粒子，即“磁单极子”．如图为一个“N磁单极子”形成的磁场，将一个半径为r、质量为m的导体线圈水平放置在该磁单极子的正上方，线圈所在位置的磁感应强度大小为B，与圆环相切的磁感线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，若线圈恰好在该位置悬浮，则线圈中电流的大小为( ) mgA.2πrB 3mgC.2πrB
mgB.πrB 3mgD.πrB
解析：当线圈所受的重力与安培力在竖直方向上的分力大小相等时，线圈恰好在该位置悬浮，以线圈为研究对象可知mg＝BI·2πr·sin 30°，解得线圈中电流的大mg
小I＝πrB，只有选项B正确． 答案：B
3.如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场，粒子在磁场中转半个圆周后打在P点，设OP＝x，能够正确反映x与U之间的函数关系的是( )
1
解析：在电场中Uq＝2mv2，解得v＝2mv2m2Uq
m，x＝qB＝qB
2Uqm＝8mUqB2，
所以能够正确反映x与U之间的函数关系的是B图． 答案：B
4.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒．当导体棒中的恒定电流I垂直于纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强
磁场中．当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B的大小的变化，正确的是( ) A．逐渐增大 C．先增大后减小
B．逐渐减小 D．先减小后增大
解析：对导体棒受力分析，受重力G、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力为零，将支持力FN和安培力FA合成，合力与重力相平衡，如图所示．从图中可以看出，
安培力FA先变小后变大，由于FA＝BIL，其中电流I和导体棒的长度L均不变，故磁感应强度先变小后变大．故选D.
答案：D
5.如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间v从C点射出磁场，OC与OB成60°.现将带电粒子的速度变为3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为( ) 1
A.2Δt 1C.3Δt
B．2Δt D．3Δt
解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力v2
提供向心力，据牛顿第二定律有qvB＝mr，解得粒子第一mv
次通过磁场区时的半径为r＝qB，圆弧AC所对应的圆心角
60°
∠AO′C＝60°，经历的时间为Δt＝360°T(T为粒子在匀强磁场中运动周期、大小为T＝
vmv2πm
，与粒子速度大小无关)；当粒子速度减小为后，根据r＝知其在qB3qB
r
磁场中的轨道半径变为3，粒子将从D点射出，根据图中几何关系得圆弧AD所120°
对应的圆心角∠AO″D＝120°，经历的时间为Δt′＝360°T＝2Δt.由此可知本题正确选项只有B. 答案：B
6.在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P＋和P3＋( ) A．在电场中的加速度之比为1∶1 B．在磁场中运动的半径之比为3∶1
