第1章 第1单元磁场对通电导线与运动电荷的作用力-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

答案精析 第一章安培力与洛伦兹力 续表 受力 运动情况 v-t图像 第1单元磁场对通电导线与运动电荷的 情况 作用力 Fx=mg-quB, 1.A解析：闭合开关S后，电流通过海水从N流向Q,船 uFN=ma,圆环 quB < 水平向左运动，则海水对船体作用力的方向水平向左， 做加速度逐渐增 mg时 根据牛顿第三定律，可知船体对海水作用力的方向水平 大的减速直线运 0 向右，再根据左手定则，可知磁场方向竖直向下，故A 动，直至停止 D 正确，B、C、D错误。 F=quB-mg, 正 2.B解析：由题意知，导体棒切割磁感线的有效长度L= FN=ma,圆环 弹 品因此华体棒所受安持力的大小为F=BL= 做加速度逐渐减 quB> 小的减速直线运 留B正确. mg时 动，直到qvB= 0 3.D解析：空间有电场和磁场，电子沿直线飞行而不发 mg时，圆环开 生偏转，说明电子受力平衡。电子受到的静电力的方向 始做匀速直线 是竖直向上的，所以受到的洛伦兹力的方向应是竖直向 运动 下的，根据左手定则可知，电子的飞行方向为水平向东， 7.D解析：由题图可知泵体内部液体受到的安培力水平 D正确，A、B、C错误。 向左，根据左手定则可知泵体内电流的方向竖直向下， 4,B解析：由于线圈与软铁芯共轴，线园平面总是与磁 故泵体上表面接电源的正极，A错误；根据电阻定律，泵 感线平行，故A错误：电流表的调零使得当指针处于 “0”刻度线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向 哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力， 过聚体的电流1一只=U儿10，B错误：仅将藏场方向反 故B正确：由左手定则知，b端受到的安培力方向向下， 向，根据左手定则，安培力方向与原来相反，液体的运动 α端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针 方向也会与原来相反，电磁泵不能正常工作，C错误：若 方向转动，故C、D错误。 增大液体的电导率G,可以使电流增大，液体受到的磁 5.C解析：根据安培定则可知，导体棒I在其右侧产生 场力增大，电磁泵可获得更大的抽液高度，D正确。 的磁场垂直纸面向外（俯视图），且离导体棒I越近，磁 场越强，根据左手定则可知，导体棒Ⅱ受到的安培力方 8,C解析：闭合开关后，电路的总电阻R&=子R十 向向下（俯视图），且导体棒Ⅱ左端受到的安培力较大， 尽聚-R,通址电阻风黄电流为1是-员A蜡 RX3R 向下运动得较快，故C正确。 误；闭合开关后，导体框受到的安培力方向水平向右，当 6.D解析： 安培力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力 受力 运动情况 v-t图像 时，导体框受到的摩擦力为0，B错误：闭合开关后，BC 情况 D 边上的电流=品热功率为P=R=品C quB a=0,圆环做匀 心 正确：闭合开关后，整个导体框受到的安培力水平向右， mg时 速直线运动 确 0 大小为F=BL=EL, 2R,D错误。 9.ACD解析：大量带正电和带负电的粒子进入磁场时， 伦兹力等于重力时，滑块做匀速运动，设此时滑块的速 由左手定则可以判断出正电荷受到的洛伦兹力向下，负 度为2，则有qv2B=mg,解得2=5m/s,滑块对木板 电荷受到的洛伦兹力向上，所以正电荷会聚集在A板 的压力为零，木板做匀加速直线运动，加迷度2 F 上，负电荷会聚集在B板上，A正确，B错误；当粒子受 力平衡时，洛伦兹力与静电力相等，粒子不再发生偏转， =3m/s2,A、D错误，C正确。 13.答案：(1)(2)如图所示BL1 (3)顺时针 即gmB=gE=型，可得U他=Bd,则其他条件不变， d 只增大射入速度或只增大磁感应强度，都可以使UB增 大，C、D正确。 10.CD解析：由于在玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电 第13题答图 源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在 14.答案：(1)b等于(2)换用电动势更大的电源（或增 电源外部电流由正极流向负极，因此在玻璃皿中电流由 强磁场) 边缘流向中心。玻璃皿所在处的磁场方向整直向上，由 解析：(I)要使NaCl溶液从P管口流出，液体应该受到 左手定则可知，由上往下看，导电液体受到的安培力使 向左的安培力，根据左手定则，液体中电流的方向应该 液体沿逆时针方向旋转，故A错误；仅调换磁铁N、S极 向上，上方铂电极应该为负，故开关S应该接b。因为 的位置，根据左手定则可知安培力方向改变，液体旋转 M、N在同一水平面上，所以两点电势相等。 方向改变，B错误；电压表的示数为3.5V,则根据闭合 (2)若想加快电解质溶液流出的速度，则要使溶液所受安 电路的欧姆定律有E=U十IR。十Ir,所以电路中的电流 培力增大，由F=BL可知，可以增强磁场，或者增大电 雀1-局)3品A-05A款C正瑰：减体中 流，故采取的措施为换用电动势更大的电源或增强磁场。 产生的热功率是P=PR=0.25W,D正确。 15.答案：(1)0.8N(2)0.4T 11.ACD解析：金属棒在导轨上做匀加速直线运动， 解析：(1)设导体棒静止时受到的 根据速度与位移的关系t2=2as,可得未速度大小 安培力大小为F。对导体棒进行 v=√2as,故A正确；金属棒所受安培力F安= 受力分桥，如图所示，有=an0 "mg BId,金属棒所受合力F=ngsin0-F安，由牛顿第 解得F=0.8N。 第15题答图 二定律，有F=ma,解得1=m(ginA-a,故B错 dB (2)由闭合电路欧姆定律得 E 误，C正确：金属棒在导轨上的运动时间一=”，又 I-R+ 电荷量Q=1h,解得Q=m(gsin0-a)y2a,故D正 解得I=2A, dBa 由安培力的公式得F=BIl, 确。 解得B=0.4T。 12.BC解析：恒力作用在木板上时，滑块与木板组成的 16.答案：(1)3.0N/C(2)3.2×10-3N F 整体加速度a1=M十m=2m/s2,整体速度增大时，滑 解析：(1)当小球离开圆弧轨道后，对其受力分析如图 块受到向上的洛伦兹力，滑块对木板的压力减小，最大 所示。 静摩擦力减小，当木板对滑块的静摩擦力等于最大静 ×.0× + X× 摩擦力时，滑块恰好开始相对木板滑动，设此时滑块的 ×0XgB必，×X 速度为，木板对滑块的支持力为N,则有N=mg qvB,uN=ma1,解得1=3m/s,B正确；滑块继续加 ×x区×x 速，滑块对木板的压力继续减小，滑动摩擦力减小，木 板的加速度增大，滑块的加速度减小，当滑块受到的洛 第16题答图 2 由平衡条件得qE=mgtan0, 解析：(1)当MN通以大小为I1、方向向左的电流时， 代入数据解得E=3.0N/C。 由安培定则可判断出直线电流I1在其下方产生的磁 (2)小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中，由 场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断出ab边所受 动能定理得 安培力的方向向上，cd边所受安培力的方向向下。 ERsin 0-mgR(1-cos )m 2m2, (2)设线圈中的电流为i,r、rg分别为ab、cd与MN的 间距，L为ab、cd的长度。 代入数据解得v=5.0m/s, 当MN中通以大小为I的电流时，线圈受到的安培力 由qvB=mg cos 大小为F=IL(上一上)，因此MN分别通以大小为 r1 r2 解得B=1.0T, I1和I2的电流时，线圈受到的安培力F1与F2大小 小球射入圆弧轨道的瞬间，由牛顿第二定律得 2%2 之比为F1:F2=1112 FN十qB-mg=mR' (3)设轻质绝缘细线的最大张力为Tm。两细线恰好断 代入数据解得FN=3.2X10-3N, 裂时，线圈受到的安培力合力的方向一定向下，设合力 由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力大小 大小为F3。由题设条件有：2T。=G,2Tm一F3=G, Fx'=Fv=3.2×10-3N。 细线断裂瞬间有F,十G=ma,其中m=G 17.答案：(1)0.20A由c到d(2)0.15N(3)0.071N 解析：(1)要使悬线中的张力为零，导线cd受到的安培 Toa 联立解得Tm a。 力必须与重力平衡，由F1=B1l,F1=mg得 第2单元带电粒子在匀强磁场中的运动 4-器-889A-020A 质谱仪与回旋加速器 由左手定则可判定cd中的电流方向为由c到d。 (2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向 1.D解析：由mB=m,解得7一咒粒子在匀蛋藏场 下的安培力，当cd静止时，有mg十B2I2l=2FT所以 中运装的周期T-巴-器。环形电流1一子-温 F1=mg+B,L_0.01X10+1.0X0.40X0.50N= 2 2 可见，I与g2成正比，与v无关，与B成正比，与m成反 0.15N。 比。D正确，A、B、C错误。 (3)根据题意，通电导线cd的受力分析如图所示，这时 2.A解析：电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r cd受到的安培力大小为F3=B3cos3013l, 常月球上四个位置的电子的m,9相等，则半径r的 所以R-4×号xa.10x0,50N=0.10N=mg, 大小与磁感应强度B的大小成反比。由题图可知，A 又因F3与B3垂直，因此F合与mg的夹角为45°， 对应的电子运动轨迹半径最小，所处位置的磁感应强度 所以悬线中的张力Fr'满足2F,'=2 ngcos45°， 最大，磁场最强，A正确，B、C、D错误。 解得Fr'=mgcos45°=0.071N。 3.D解析：粒子在磁场中做匀速园周运动，洛伦兹力提 2F 供向心力，根据牛顿第二定律，有mB=m,又粒子动 0 能E=2m2,联立可得E4=E,由题意可知A 2m 粒子和B粒子的电荷量之此为2：1，故A粒子和B粒 mg 92r2B2 第17题答图 2m1 18.答案：(1)ab边所受安培力的方向向上，cd边所受安培 子的动能之比为器平形一m =4,D正确，AB.C 2m2 力的方向向下(2)1：2(3)。 错误。 3第一章 安培力与洛伦兹力 A,在景程内婚针转至任一角度，线圈平面宿最熙5线果直 位线阁转动时，据旋弹簧藏捐动，背线圈转动 C,当线围在如图乙氏示的位置时，本瑞受到的资络力方向向上 第1单元 磁场对通电导线与运动电荷的作用力 当线陶在如置乙所示的位置时，安婚力的作用使线周沿连时针方向转动 5,如周属示，导体伟工和Ⅱ互相正直彼于光骨的水平面内，导体棒1闻定， ■可以在水平面内自由运动。给导体棒1，Ⅱ酒以如图所示的属定电流 视昌 (时间：0分钟再分：100分) 亿在可导体棒之列的相互作用下，较好时间后导体将川出现在虚或2置 已知通电直中线产生的驶场，离炉线越近，磁场越丝，下列关于带体棉Ⅱ 第5题图 一，单选第（共8小题，每小题3分，共24分） 1.如图所常为一种新型的电脑即的箭视图，N,PQ为国定在精上的水平半行金属板，直流电源接 使置（锦视图）的场述可能正确的是 在M,P之间，船上装有产生强道垢的装置，可在两平行金属版利的虚线肚内产生丝磁场。闭合开 美5后，电流通过水从N流向Q,若相在海水的反冲作用下水平向左运动，则虑线摆中的整场方 向皮浅 系如周所水，一暖量为m,电荷量为的宿正电的风环，在水平收置的起够长的阻精跑××，关× 修箱杆上带动，细行处于磁地宣强度大小为B的匀组藏场中，现给网环一水平向右圣丝×兰 的切速度甲，…不计空气用力，在之后的运动过程中，胃环运简的速度一时同图可××X× 第1题国 能是图中的 A.经雀向下 我整直利上 第6越图 “,水平向左 ,水平向右 2.如图所示，衣平或置的U形学线服中核有电鄙，电流为1，岸线根看直下匀图 以人 臣扬敏置，店感皮强度为B。动线框间断为。一导体情与导线根成&角败 置，则中体伟所受发暗力的大个为 工，电整泵在目们的生产，科技中得到了广泛皮用。如国所示，须体是一一个长方体动棱长为1，左右侧 BId 端面是边长为L:的正方形，在须头通人命电闲后液体的电余率为a(电阻率的制数)，《体质在处有 A.Bld 级n8 第2题团 方向重直象体向外的随场B,把装体的上，下两表直接在电压为火内阻不什)的电上，爆() C.Bldsin9 D.Bldens 3.布道附五的泡题场方向本半向北，问时存在方间繁直向下的电场，若在泰道附近某处发射一电千， 电子沿直线：街不发生偏转。不计电子重力，孩电子的飞行方向为 A,经直向上 其整直网下 ,水平向丙 山水平向东 4,实段室经常使用的电流表是蹈电式电流表。这种电流表的构造如图甲所示，极餐与化铁达间的 第了莲留 置场都沿辛轻方向。署线图中通以]阁乙所示的电流，潮下列说法正确的是 A菜体上表面成接电圈简榴 通过梨体的电瓷1一儿， C仅将造斯方向反向，电磨仍使正常工作 仪增大液体的电导率云，电藏家可就得更大的非液高度 象如用质示。一陆斜南倒定在水平桌曲上，一粗细均匀的导体摆A以力接在电路中，导缘松的边 长均为L,每边的电阻均为R,已每电原的电劲势为E.电围内阻.导线电慰均不计，电阻R,一R 位线动的左侧有经直向上的匀强题场，避感成强度为B,:已知导体：AD边与斜南底边QN平 第4题 行：闭合开关的，后绿体相始逸静止，期 速下带，金属棒中的电流始缘保持恒定，重力知速度为g。关下金属棒下滑别底端的过程：下列说 法正确的是 外电 第8题图 第11题图 人闭合开天后，通过电阻R,的电德为温 A.金属W的术递度大小v气2 B.用合开美后，绿体根是到的座擦力不可能为 及通过金属体期电境大小1=世 d 、C,阳在升美后，C边上的热功率为为 C,通注金属棒的电使大水！一mgn-】 d 8.EL 山周合开关行，整个导体框受到的安培力滑斜面向上，大小为 D着过金阔棒装一黄截面的电传量Q=mg?一：2四 二，多进赠（共4小题，每小赠4分，共14分） 2工.如周所示，空可内存在玉直于纸面再里的匀强酷场.蓝感应漏度为B一 ,如周伤标为遵流体发电机的简易装置国，将一一束等离子体（重力可忽略不 1T,水平面上有一个衡量为是一2kg的地缘长木板，其左编较置一个F合产” 什)顾目人继畅，在威场中相对平行较置的丙欢金阔板A,B上就会康集电 有，产生电压，以下说法正确的是 质量为M一1hg韵小带块，滑块带v一2C的负电而。已如滑块与本板 第12越国 A,A服带正电 等高将 可的动摩擦四数为：一Q.5,水平面尤滑，量大静厚源力等千带动摩深 出H板撞正电 第9瑟图 力，木製足够长。重力加速皮为客=0m:,在木版的左编作用一个水平向左的大小为8N的加上 心.其勉条件不要，见增大射人速度，U增大 力下，下刘说达正确的是 D其伤条件不变，只增大磁感应强度，U增大 A.湘块…直微匀加速直线运动 电，如图所示，某同学在玻璃且中心放一个周住形电极接电源的负极，沿边缘放一个同坏彩电极接电 民考带块恰好开始相对木匿惜动时，洲块的速度为3ms 源的正极做“位转的液体的实换，若U形随镜上下两壁极正对雷分的壁场可悦为蛋盈场，电圈 C.木板的最这加速度为基ms 的电动势E=有V,内阻=01，限流电目收，=4，日Q,暖喷厘中西电段可晕电液体的等效电阻 D册块的量终速度为3m/ R一10：闭合开关后，当藏体锭转时电压表的小数氢为8,5V,则 三，宾验题（具2小题，其1日分） 3,(6分)如图甲所示，为直渡电动桃的原理图，用乙为其平而周。若此时提陶所在位置的题感应强 度为B,AB一CD,长度为L:,AD=BC,长度为L,道人线周的电宽为I 第10题图 A.由上住下青，液体做期封针鞋转 【●】 出若仪调搅婚铁N,S袋的位置，液体龄转方向不变 C电路中的电蓬是Q5A 八液体中产生的热功率是0,5W 第13题图 11,如图所常，再条平行的是滑伞属中表所在平面与水平面的臭角为8.间距为d。导线处于！强题 (1)请在图乙中所出该链线产生的继场的磁感线的分布情况： 据中，壁够废强度大小为B,方向与导轨平面章直。面量为m的童属棒被国在母轨上，距庭帽 (2)请在周乙中标出找湖的受力方向，且导线D新受安培力的大小为 的距离高为‘，异轨与外接电源相连，使金阔棉通有电流。金属串鼓松开后，以相速度4沿导轨匀面 (3)线周的转分是沿 选填“顺时针“戏”逆时什“方内 3 4 14,(5分)某化工厂用体积巨大的地绿容器逐放电解质翰液，容落差直政置，为了方复溶藏缓慢流出， 16,(9分)空问中存在着方向水平向右的匀强电场和屠真干纸面向里的匀强蓝场，如图所示，一段允 设计了如图剖面周)所示的装置，济容器置干毛直于斜面向里的匀强磁场中（图中来腾出，容器 帝且地缘的国汇轴道AC国建在纸面内，其图心为O点，半径R一1，s曲，(A连线在竖直方向上 中同用绝壕酒板分开，在锌容底阁内侧餐有的电极D,上方有怕电极E,F潭浮在液面上，清面 死AC对应的阅（心角8一7”，现有一质量w一3.6×10kg,电背量g=,0×10C的带正电个 下降时，给电极E,F众购油正升降，静终与液面食好接触，容器左侧露拉NC溶液，右侧缓歧 球（可漫为质点），以，一4.。m'的初速度沿水平方肉从A点射人解死轨道内，一段时何后从 NMOI帝液， C点离开，小球离开C点后敏句毫直线运动，已知意力加速度g一10m/s,sin37一0,6，oss行 =0.5.不计空气阳力，求： ×P×××x ×0X8X×× 送：XGX×× ×X××× 第14题嘴 第16型图 (1)某次生产店动中震婆使N1溶液从P管口篷出，开美S皮接 (填“g或“6)，N.N (1)匀强电场场强E的大小： 在同一本平面上.此时M点的电务 《填“高于“氨于“戏等于“)N点的电势 (2)小球鲜人图轨道的解司对轨道的压力大小 (2)若想加快电解质溶液流也的违发，可采襄的措能为 (写出一项四可) ”四.计算题（共4小想，共1棒分） 行分)倒甲，定的两处母环相里1，在环上收一体，圆环通进导线与 电潮相连，电廖的电动劳为3V,内阻为0,20.导体棒质量为0g,接人电路的电阻为1.30.周 环电则不计，周图环到分布有整直向上的匀保融场。开关5周合后，导棒博可以静止在属环上某 位置，如阍乙斯乐（从有问左看）。装位置对应的图环竿径与本半方向的尧角9为37，g取 10m/,in8T=年.m*37=0.8,求： 第15题图 〔1)导体伟静止时受到的安培力的大小： (2)匀强商畅暗塔成漏度的大小。 6 1T,(14分)有一长为I=0,0m,质量为10浅的通电量线d,由两根地缘注线水平 属，(5分)段度长直绿找周围的玻格位强生大小为程=卡号式中常量>0，】 悬挂在匀景适号中的：轴上，如图所不，：轴看直紧面向外结水平向右， 取10m/。 为电瓷，为师号拽的面离。在术平长直导热MN正下方，矩形线周 (1)当画够皮氣度出，=1,0T,方内4±轴负方向相同时，堡使惩铁中张力为 通以通时针方向的恒定电流，藏两相可静材质等长的径爱绝绿甲线静止地 第1书题图 零，求d中的电填/，的大小和方向： 是挂，如图所示。开的时MN内不通电流，此时再解议的餐力均为T。,重 (2)石d中道人方有由：到d的电藏1，-.0A,盟感位显度B,-1.0工，方 第17题周 力知逐度为。 向与±箱正方0相司，求当静止时悬线中的张力大小： (1)当MN道以大小为1，方角年左的电流时，列断山边和d边断受安培力的方向： ()若d中通人方向由e具d的电流I一山.10A,壁场方间里直第.几与y轴货方向夹角为 2)求MN分判暖以大小为1和的电流时，或图受到的发路力下，与F,大小之比： 3)当MY内的电流为某值时两闺馒蜂好断鞋，在此瞬间线铜的加度大小为。，求解线的最大 对.与：鞋正方向夹角为0，磁感应程度出一工求导铁d每止时悬线中的张力大小 张力. 8