第一章 安培力与洛伦兹力 单元测试题-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第一章安培力与洛伦兹力单元测试题 一、单选题 1．一根长为5m的直导线垂直磁场方向放置在某匀强磁场中，当给导线通以10A的电流时，它受到的安培力大小为1N，该匀强磁场磁感应强度的大小为（　　） A．10T B．5T C．1T D．0.02T 2.在圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子（　　） A. 速率一定越小 B. 速率一定越大 C. 在磁场中通过的路程越长 D. 在磁场中的周期一定越大 3．下列关于磁场的相关描述及判定，正确的是（　　） A．图甲中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止 B．图乙中导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动 C．图丙中两个平行放置的通电线圈之间存在图示方向的磁场 D．图丁中通有方向相反电流的两导线之间存在斥力，两斥力是一对平衡力 4.如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，、是轨迹上两点，匀强磁场垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在点动能大，在点动能小 B. 粒子先经过点，后经过点 C. 粒子带负电 D. 粒子在点受到的洛伦兹力大于点的 5．下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 6.如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是 A. 导线a所受合力方向水平向左 B. 导线a所受合力方向水平向右 C. 导线c所受合力方向水平向左 D. 导线b所受合力方向水平向左 7．如图所示物体带正电，与斜面的动摩擦因数为，斜面足够长且所在空间均有图示方向的匀强磁场。现给物体一个沿斜面向，上的初速度，使物体沿斜面向上运动。下列说法正确的是（　　） A．物体不可能停在斜面上 B．物体向上运动时加速度越来越小，最后停在斜面上 C．物体在斜面上运动的过程中，加速度将一直增大 D．物体可能匀速向上运动 8.一通电直导线与x轴平行放置，匀强磁场的方向与xOy坐标平面平行，导线受到的安培力为F．若将该导线做成圆环，放置在xOy坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点ab连线也与x轴平行，则圆环受到的安培力大小为 ( ) A. F B. C. D. 2、 多选题 9．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，两个铜质形盒、与交流电源相连，置于匀强磁场中，其间留有空隙，粒子从点开始沿虚线运动。若忽略粒子在电场中加速所用的时间，下列说法正确的有（　　） A．交流电的周期等于粒子在磁场中做圆周运动一周的时间 B．控制其他量不变，只增大形盒的半径，粒子从加速器中出来时的速度将增大 C．控制其他量不变，只增大电压，粒子从加速器中出来时的速度将增大 D．加速完质子后，不改变交流电的周期和磁感应强度，可以直接用来加速氦原子核（质量是质子的4倍，电荷是质子的2倍） 10.如图所示，粒子回旋加速器由两个D形金属盒组成，两个D形盒正中间开有一条窄缝．两个D形盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压，使正粒子每经过窄缝都被加速．中心S处的粒子源产生初速度为零的正粒子，经狭缝电压加速后，进入D形盒中．已知正粒子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R．每次加速的时间很短，可以忽略不计．下列说法正确的是( ) A. 交变电压的频率为 B. 交变电压的频率为 C. 粒子能获得的最大动能为 D. 粒子能被加速的最多次数为 11．一块横截面为矩形的金属导体的宽度为，厚度为，将导体置于一磁感应强度为的匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于侧面，如图所示。当在导体中通以图示方向的电流时，在导体的上下表面间用电压表测得的电压为，已知自由电子的电量为，则下列判断正确的是（　　） A．导体内自由电子只受洛伦兹力作用 B．用电压表测时，电压表的“”接线柱接下表面 C．金属导体的厚度越大，越小 D．该导体单位体积内的自由电子数为 12.如图所示，在矩形区域MNPE中有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，从M点沿MN方向发射两个粒子，两粒子分别从P、Q射出。已知ME=PQ=QE，两粒子（　　） A. 速率之比5：2 B. 速率之比为5：3 C. 在磁场中运动时间之比为53：90 D. 在磁场中运动时间之比为37 ：90 三、非选择题 13．如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置，其线框下端与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。 (1)在接通电路前先观察并记录弹簧测力计的读数F0。 (2)接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1，观察并记录弹簧测力计此时的读数F1（F1>F0），则线框受到磁场的安培力F安=_____。 (3)在探究安培力与电流的对应关系时，保持磁场及线框不变，只调节滑动变阻器，记录电流表的读数为I2，I3，…，弹簧测力计的读数为F2，F3，…，并分别计算出F2-F0，F3-F0，…。通过实验可发现，磁场对通电导线作用力的大小与电流大小成正比，实验中所采用的实验方法是______（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“理想模型法”）。 14．在直径为d的圆形区域内存在均匀磁场、磁场方向垂直于圆面指向纸外．一电量为q、质量的m的粒子，从磁场区域的一条直径AC上的A点射入磁场，其速度大小为v0，方向与AC成α角．若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上的D点，AD与AC的夹角为β，如图所示，则该匀强磁场的磁感应强度B的大小是（ ）． 15．如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一建接有电动势E=3V内阻r=0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离L=0.4m，在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在会属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω，导体棒恰好刚要滑动，金属导轨电阻不计，（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）ab棒受到的安培力； （2）ab棒与导轨的动摩擦因数μ。 16.如图，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外．一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出．已知O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的夹角为30°，粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d，不计重力．求 （1）带电粒子的比荷； （2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间． 17．如图所示，在直角坐标系中，轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为，磁场方向垂直于纸面向外。在坐标原点处有一个放射源，可沿纸面向各方向射出速率均为的粒子，已知粒子的质量，电量。 （1）粒子在磁场中运动的半径和周期。 （2）坐标为（20cm，0）点有两个粒子能够打到，求两个粒子到达的时间差。 （3）如果粒子只射向第二象限（包括坐标轴），画出粒子能到达区域的大致图像，并求出面积？ 参考答案 1、 D 2、 A 3、 C 4、 B 5、 C 6、 A 7、 A 8、 C 9、 AB 10、 AC 11、 BD 12、 AC 13、 (2) (3)控制变量法 14、 15、 （1）0.4N，沿斜面向上；（2）0.5 16、 （1） （2）或 17、（1），；（2）；（3） ，0.166m2 学科网（北京）股份有限公司 $$