章末综合测评 1 安培力与洛伦兹力-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册【名师导航】同步Word练习(鲁科版)

章末综合测评(一)　安培力与洛伦兹力 (时间：90分钟　分值：100分) 1．(4分)如图所示，通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置，该导线所受安培力大小(　　) A．变大 B．变小 C．不变 D．不能确定 C　[通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置的过程中，F、I与B三者大小不变且方向总是相互垂直的，所以F的大小不变。选C。] 2．(4分)两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为(　　) A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4 C　[带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝qvB与电荷量成正比，与质量无关，C项正确。] 3．(4分)如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以(　　) A．适当减小磁感应强度 B．使磁场反向 C．适当增大电流 D．使电流反向 C　[首先对MN进行受力分析：受竖直向下的重力G，受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力。处于平衡时：有2F＋BIL＝mg，重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应增大安培力BIL，所以可增大磁场的磁感应强度B或增加通过金属棒中的电流I，或二者同时增大。] 4．(4分)下列四副图关于各物理量方向间的关系中，正确的是(　　) B　[由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故A错误；磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故B正确；由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，应为垂直纸面向外，故C错误；通电螺线管内部产生的磁场的方向沿螺线管的轴线方向，由题图D可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，故D错误。] 5．(4分)粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里，以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是(　　) A　[由半径公式R＝得＝·＝2，再由左手定则知，选项A正确，B、C、D均错。] 6．(4分)有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如图所示，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的(　　) ①速度；②质量；③电荷量；④比荷 A．①③ B．②③④ C．①④ D．①②③④ C　[在区域Ⅰ，运动的正离子受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，且Eq＝Bqv，离子以速度v＝匀速穿过区域Ⅰ，进入区域Ⅱ，离子做匀速圆周运动，轨道半径r＝，因经区域Ⅰ的正离子v相同，当v相同时，必有相同。] 7．(4分)如图所示为一种回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，现分别加速氘核(H)和氦核(He)，下列判断中正确的是(　　) A．它们在D形盒中运动的周期不相同 B．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 C．它们的最大动能相同 D．它们的最大速度相同 D　[粒子做圆周运动的周期为，代入数值可知周期相同，选项A错；粒子做圆周运动的最大半径等于D形盒半径，半径相同，根据半径公式R＝可知最大速度相同，选项D对；Ek＝mv2，可知最大动能不同且与频率无关，选项B、C均错。] 8．(12分)如图所示，有一半径为R、有明显边界的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B。今有一电子沿x轴正方向射入磁场，恰好沿y轴负方向射出。如果电子的比荷为。求： (1)电子射入磁场时的速度大小； (2)电子在磁场中运动的时间。 [解析]　由题意可确定其轨迹如图所示。 (1)由几何知识可求轨迹的半径为r＝R。结合半径公式r＝得电子的速度大小为v＝。 (2)轨迹所对的圆心角为90°，所以电子在磁场中运动的时间t＝T＝。 [答案]　(1)　(2) 9.(14分)如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1 m的平行导轨上放一重为3 N的金属棒ab，棒上通过3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止，求： (1)匀强磁场的磁感应强度； (2)ab棒对导轨的压力； (3)若要使B取值最小，其方向应如何调整？并求出最小值。 [解析]　(1)棒静止时，其受力如图所示 则有：F＝Gtan 60°，即BIl＝Gtan 60°，B＝＝ T。 (2)ab棒对导轨的压力F′N与FN大小相等， FN＝＝6 N， 所以F′N＝FN＝6 N。 (3)若要使B取值最小，即安培力F最小。显然当F平行于斜面向上时，F有最小值，此时B应垂直斜面向上，且有：F＝Gsin 60° 所以BminIl＝Gsin 60