第一章 安培力与洛伦兹力 单元测试 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册单元卷

第一章 安培力与洛伦兹力 一、选择题：本题共10小题，每题5分，共50分 1.如图所示，MN的右侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，MN右侧到MN的距离为L的O处有一个粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力及粒子间的相互作用），速度均为，则粒子在磁场中运动的最短时间为( ) A. B. C. D. 2.四个相同的条形磁铁固定在水平面上，甲图中N、N极正对，乙图中N、S极正对。在甲、乙两图中两磁铁的竖直对称轴上某点分别固定一垂直于纸面的长直导线，通以向里的恒定电流，甲图中长直导线受到的安培力为，乙图中长直导线受到的安培力为，则下列说法正确的是( ) A.方向竖直向下，方向水平向右 B.方向水平向右，方向竖直向下 C.方向竖直向上，方向水平向左 D.方向水平向左，方向竖直向上 3.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速度为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时( ) A.速率变大 B.速率不变 C.洛仑兹力方向垂直斜面向上 D.洛仑兹力方向垂直斜面向下 4.如图甲所示是实验室里用来测量安培力的一种仪器—电流天平，某同学在实验室里用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，如图乙所示，若他测得段导线长度为，天平（等臂）平衡时钩码重力为，通过导线的电流，由此测得通电螺线管中的磁感应强度B为( ) A.，方向水平向右 B.，方向水平向右 C.，方向水平向左 D.，方向水平向左 5.如图所示，平行板电容器所带电荷量为Q，一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计)，从A点出发经电场加速后，垂直于磁感应强度方向进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，粒子打到P点，如果适当调整板间距离d，保持其他条件不变，用x表示OP间的距离，则能正确反映x与d之间关系的是( ) A.x与d成反比 B.x与成反比 C.x与成正比 D.x与成正比 6.如图所示为电磁炮的简化原理示意图，它由两条水平放置的平行光滑长直轨道组成。轨道间放置一个导体滑块作为弹头。当电流从一条轨道流入，经弹头从另一条轨道流回时，在两轨道间产生磁场，弹头就在安培力推动下以很大的速度射出去。不计空气阻力，将该过程中安培力近似处理为恒力，为了使弹头获得更大的速度，可适当( ) A.减小平行轨道间距 B.增大轨道中的电流 C.缩短轨道的长度 D.增大弹头的质量 7.回旋加速器的工作原理示意图如图所示。置于真空中的半径为R的D形金属盒，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交变电压u的频率为f。若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。用该回旋加速器加速质子，为了使质子获得的动能减小为原来，可采用下列哪种方法( ) A.将其磁感应强度增大为原来的3倍 B.将其磁感应强度增大为原来的9倍 C.将D形盒的半径减小为原来的 D.将D形盒的半径减小为原来的 8.某一种污水流量计工作原理可以简化为如图所示模型，废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是( ) A.带电离子所受洛伦兹力方向由M指向N B.M点的电势高于N点的电势 C.污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速 D.只需要测量两点间的电压就能够推算废液的流量 9.（多选）如图所示，关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是( ) A.甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径无关 B.乙图中不改变质谱仪各区域的电场和磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同 C.丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通如图所示的电流和加上如图所示的磁场时N侧带负电荷 D.丁图中长、宽、高分别为的电磁流量计加上如图所示磁场，前后两个金属侧面的电压与无关 10.（多选）如图所示为磁流体发电机的原理图。将一束等离子体垂直于磁场方向喷入磁场，在磁场中有两块金属板，这时金属板上就会聚集电荷，两板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表示数为I，下列说法正确的是( ) A.上极板A带负电 B.两极板间的电动势为 C.板间等离子体的内阻是 D.板间等离子体的电阻率是 二、实验题：本题共2小题，共15分 11.（6分）（1）小明同学在探究通电直导线受到的安培力F和电流I的关系的过程中，设计了如图甲所示的实验装置。将匝数为N、