章末综合检测（1） 安培力与洛伦兹力（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版2019）

章末综合检测（一） 安培力与洛伦兹力 (本试卷满分：100分) 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意) 1.如图是自动跳闸的闸刀开关，闸刀处于垂直纸面向里的匀强磁场中，当CO间的闸刀刀片通过的直流电流超过额定值时，闸刀A端会向左弹开断开电路。以下说法正确的是(　 ) A．闸刀刀片中的电流方向为O至C B．闸刀刀片中的电流方向为C至O C．跳闸时闸刀所受安培力没有做功 D．增大匀强磁场的磁感应强度，可使自动跳闸的电流额定值增大 解析：选A　当CO通电后，闸刀开关会自动跳开，可知安培力应该向左，由左手定则判断，电流方向O→C，A正确，B错误；跳闸时闸刀受到安培力而运动断开，故跳闸时闸刀所受安培力做正功，C错误；跳闸的作用力是一定的，依据安培力F＝BIL可知，增大匀强磁场的磁感应强度B，电流I变小，D错误。 2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动和平动，当导线通入图示方向的电流I时，从上往下看，导线的运动情况是(　 ) A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升 C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升 解析：选A　在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向里，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向外，从上往下看，知导线顺时针方向转动，同时导线所受的安培力方向向下。 3．如图所示，用电阻率为ρ、横截面积为S、粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L。框架与一电动势为E、内阻忽略不计的电源相连接。垂直于竖直框架平面有一磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场，则框架受到的安培力的大小和方向为(　 ) A.，竖直向上 B．，竖直向上 C.，竖直向下 D．，竖直向下 解析：选A　根据电阻定律可知，长度为L的电阻丝的阻值为R0＝ρ，则梯形框架上ab、bc、cd边上对应的总电阻为3R0，由几何关系得，ad边的长度为2L，所以ad边对应的电阻为2R0，并联部分的总电阻为R＝＝R0，电路中的总电流I＝，框架所受的安培力F＝BI·2L，联立解得F＝，由左手定则可知安培力方向竖直向上，A正确。 4．在城市建设施工中，经常需要确定地下水平金属直管的位置，某实验小组设计了一种粗测装置，如图所示。图中ab为金属导体细直棒，用两根等长绝缘细软丝线悬挂在铝质水平框形支架上方点O的力传感器上，传感器在丝线的拉动下可绕竖直转轴自由旋转，支架底座为木质。某次测量时，将该装置放在金属直管附近的水平地面上，先在金属直管中通入恒定电流，再在ab中通入由a到b方向的恒定电流I，发现ab棒的a端从图示位置向纸面外的方向缓慢旋转，最后稳定在垂直纸面的位置，丝线恰好处于竖直平面内，忽略风力和地磁场的影响，下列说法正确的是(　 ) A．地下金属直管与图中ab方向平行，且处于点O正下方，管中电流方向水平向右 B．地下金属直管与图中ab方向垂直，且处于点O正下方，管中电流方向垂直纸面向外 C．ab棒从图示位置到第一次转到与纸面垂直的过程中，力传感器的示数逐渐变小 D．ab棒从图示位置到第一次转到与纸面垂直的过程中，力传感器的示数逐渐变大 解析：选D　根据同向电流相互吸引可知，方向不同的电流有转动到方向相同位置的趋势。所以金属直管必在ab稳定时的正下方，即在点O正下方，并且电流方向与ab稳定时电流方向相同，垂直纸面向里，故A、B错误；由以上分析可知，ab棒转动后，与通电金属直管平行，因它们的电流同向，所以它们相互吸引，故力传感器的示数逐渐变大，故C错误，D正确。 5.如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，磁场方向垂直纸面向里。一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨迹圆半径为2d。O′在MN上，且OO′与MN垂直。下列判断正确的是(　 ) A．电子将向右偏转 B．电子打在MN上的点与O′点的距离为d C．电子打在MN上的点与O′点的距离为d D．电子在磁场中运动的时间为 解析：选D　电子带负电荷，进入磁场后，根据左手定则可知，电子所受洛伦兹力的方向向左，故电子将向左偏转，A错误；电子的运动轨迹如图所示，设电子打在MN上的点与O′点的距离为x，则由几何知识得x＝r－＝2d－＝(2－)d，B、C错误；设轨迹对应的圆心角为θ，由几何知识得sin θ＝＝0.5，得θ＝，则电子在磁场中运动的时间为t＝＝，D正确。 6.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度B＝k，式中k是常数、I是导线中电流大小、r