专题01 安培力与洛伦兹力（5大考点）（人教版2019）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理下学期期末真题分类汇编

专题01 安培力与洛伦兹力 安培力 1．（23-24高二·内蒙古·期末）研究磁铁对通电导线作用力的装置如图所示。当轻质细导线中通入电流时，细导线下端的金属棒受到水平方向的磁场力，平衡时细导线偏离竖直方向的角度为。已知金属棒的质量为，两细导线间的距离为，把磁极之间的磁场看作匀强磁场，重力加速度大小为，下列说法正确的是（    ） A．金属棒受到的磁场力大小为 B．金属棒受到的磁场力大小为 C．金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为 D．金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为 【答案】C 【来源】内蒙古部分名校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】AB．对导体棒受力分析，受到重力，水平向右的安培力及轻质细导线的拉力，根据共点力平衡可知 故AB错误； CD．根据，解得 故C正确，D错误。 故选C。 2．（23-24高二·辽宁锦州·期末）如图甲所示，匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电流，用两根等长的平行绝缘、轻质细线悬挂在点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为，磁场方向与绝缘细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动（由M到N观察），同时改变磁场的磁感应强度大小，保持细线与竖直方向的夹角不变，该过程中每根绝缘细线拉力F大小与磁场转过角度的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取，磁场变化过程中MN中的电流不变。下列说法正确的是（　　） A．导体棒的质量为0.5kg B． C．导体棒所受安培力可能为4.5N D．可能为90° 【答案】B 【来源】辽宁省锦州市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷 【详解】A B．由图可知当时，N，根据共点力平衡条件可知 当时，N，根据共点力平衡条件可知 解得 即 ，kg 故A错误，B正确； C．由上述分析可知导体棒重力为10N，根据力的矢量合成作图如下 安培力的最小值 故导体棒所受安培力不可能为4.5N，故C错误； D．转过90°时，安培力与细线拉力在同一直线，导体棒受力不平衡，故D错误。 故选B。 3．（23-24高二·贵州遵义·期末）某小组设计了如图所示测量磁感应强度的实验方案。虚线框内有垂直纸面向里的待测匀强磁场，轻质绝缘细线跨过两个可视为光滑的定滑轮，左端与一固定的力传感器甲相连，右端竖直悬挂一匝数为、边长为的正方形线圈（线圈中通有电流，且水平），线圈底边中央通过竖直绝缘细线与固定于底座的力传感器乙相连，线圈始终静止。该小组实验记录如下表所示，则（　　） 实验 线圈电流大小 线圈电流方向 甲示数大小 乙示数大小 1 顺时针 0 2 逆时针 0 A．实验1中，边受到待测磁场的安培力方向竖直向上 B．实验2中，边受到待测磁场的安培力大小为 C．磁感应强度大小为 D．磁感应强度大小为 【答案】C 【来源】贵州省遵义市2023-2024学年高二下学期期末质量监测物理试卷 【详解】A．根据左手定则，实验1中，边受到待测磁场的安培力方向竖直向下，故A错误； BCD．实验2中，对边受力分析，可知 同理，实验1中，对边受力分析，可知 联立，解得 故BD错误，C正确。 故选C。 4．（23-24高二·广东珠海·期末）如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过平面，与平面的交点形成边长为的正方形且关于轴和轴对称，各导线中电流方向已标出，已知无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比。下列说法正确的是（　　） A．轴正半轴的磁感应强度方向沿轴正方向 B．直导线1、2、3对导线4的作用力的合力为零 C．在点的磁感应强度方向沿轴正方向 D．直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 【答案】A 【来源】广东省珠海市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】AC．根据安培定则判断四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：1导线产生的磁感应强度方向为O4方向；3导线产生的磁感应强度方向为O2方向；同理，2导线产生的方向为O3方向，4导线产生的方向为O1方向；则根据平行四边形定则进行合成可知，四根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为0。同理，可判断知在Ox轴正方向上，1、4导线的合磁场方向沿x轴负方向，2、3导线的合磁场方向沿x轴正方向，且磁感应强度大小大于1、4导线的合磁感应强度大小（无穷远点出除外），所以，可得四根导线在x轴正方向上的合磁感应强度方向沿x轴正方向，故A正确，C错误。 D．利用安培定则确定通电直导线电流产生的磁场方向，利用左手定则确定安培力的方向，可知当平行放置的长直导线中通有反向电流时，电流之间的作用力表现为排斥力，当平行放置的长直导线中通有同向电流时，电流之间的作用力表现为吸引力，即“同向相吸，异向相斥”的规律，所以直导线1、3之间的相互作用力应为吸引力，故D错误； B．根据通电导线之间的作用规律“同向相吸，异向相斥”，可知1、3导线对4的作用力均为斥力，且沿它们的连线向外，2导线对4的作用力为引力，且沿它们的连线向内。设1、3导线对4的作用力大小为，则它们的合力大小为，方向2→4。由于无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比，可得2导线对4的作用力大小为，方向4→2，则直导线1、2、3对导线4的作用力的合力大小为，故B错误； 故选 A。 5．（23-24高二·四川达州·期末）如图所示，长度为l、质量为m的导体棒用绝缘细线悬挂并垂直纸面放置，导体棒中有方向由a指向b、大小为I的电流，导体棒处在水平向右的待测大小的匀强磁场中，如图1所示。现设法缓慢地逆时针改变匀强磁场方向，使其方向转到水平向左，转动过程中记录细线与竖直方向的夹角与磁场与水平方向夹角的关系，发现当磁场方向与水平方向向左方向夹角为53°时，如图2所示，细线与竖直方向夹角最大，已知重力加速度为g（安培力小于重力）。则通过上述操作，可测得匀强磁场的磁感应强度B的大小为（　　）（，） A． B． C． D． 【答案】D 【来源】四川省达州市2023-2024学年高二下学期期末监测物理试题 【详解】缓慢调节磁场方向时，导体棒受安培力大小不变，对导体棒受力分析，并作出安培力的旋转矢量如图所示 由图可知，当安培力方向与细线拉力方向垂直时，导体棒与竖直方向夹角最大，由图中几何关系可知 解得 故选D。 电磁炮 1．（23-24高二·陕西·天一大联考·期末）如图所示为电磁炮的基本原理图（俯视图）。水平平行金属直导轨a、b充当炮管，金属弹丸放在两导轨间，与导轨接触良好，两导轨左端与一恒流源连接，可使回路中的电流大小恒为 I，方向如图所示，两导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为 d，弹丸质量为m，弹丸在导轨上运动的最大距离为s，弹丸能加速的最大速度为v，不计摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．导轨间的磁场方向向上 B．导轨间的磁场磁感应强度大小为 C．弹丸克服安培力做功获得动能 D．弹丸先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 【答案】B 【来源】陕西省天一大联考2023-2024学年高二下学期期末联考物理试卷 【详解】A．弹丸在安培力作用下做加速运动，故安培力方向向右，根据左手定则得出导轨间的磁场方向向下，故A错误； B．根据加速过程动能定理得出 得出 故B正确； C．安培力做正功获得动能，故C错误； D．根据牛顿第二定律得出得出 故加速度恒定，故D错误。 故选B。 2．（23-24高二·中山·期末）电磁轨道炮是利用安培力使金属炮弹获得极大动能的先进武器。如图所示为电磁炮的原理简图，炮弹为阻值为的导体，放置在光滑的电阻不计的金属轨道上，轨道水平放置，电源内阻为。当炮弹放入轨道后，受到垂直纸面向内的匀强磁场对其的安培力作用，使其加速后射出。下列说法正确的是（    ） A．电源输出的电能完全转化为了炮弹的动能 B．炮弹所受到的安培力大小恒定不变 C．炮弹在轨道上的加速度逐渐减小 D．炮弹出膛时获得的动能与轨道长度成正比 【答案】C 【来源】广东省中山市2023-2024学年高二下学期7月期末统考物理试卷 【详解】A．电源输出的电能并不是完全转化为炮弹的动能，还转化为电路的焦耳热，故A错误； BCD．炮弹运动过程中切割磁感线产生反向感应电动势，使得电路总电动势逐渐减小，则电路电流逐渐减小，根据可知，炮弹所受到的安培力逐渐变小，合外力逐渐减小，在轨道上的加速度逐渐减小，当反向感应电动势等于电源电动势时，炮弹不再受安培力作用，炮弹速度达到最大，则有 可得 可知不断增加轨道的长度，当炮弹已经达到最大速度后，出膛时获得的动能就不再增加，故BD错误，C正确。 故选C。 3．（22-23高二·江西萍乡·7月期末）电磁炮是一种高动能武器，通过给炮弹加速获得更大的动能。图是一种电磁炮简易模型，间距为L的平行导轨水平放置，导轨间存在竖直方向、磁感应强度为B的匀强磁场，导轨一端接电动势为E、内阻为r的电源。带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒电阻为R，导轨电阻不计。通电后棒沿图示方向发射。则（　　）    A．磁场方向竖直向下 B．带有炮弹的金属棒在安培力的作用下做匀加速直线运动 C．炮弹的出射速度与轨道的长度有关，长度越长，速度一定越大 D．闭合开关瞬间，安培力的大小为 【答案】D 【来源】江西省萍乡市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】A．通电后棒沿图示方向发射，可知安培力水平向右，根据左手定则可知，磁场方向竖直向上，故A错误； B．由于金属棒运动后会产生反向的动生电动势，使得电路电流减小，金属棒受到的安培力减小，所以带有炮弹的金属棒在安培力的作用下做加速度减小的加速直线运动，故B错误； C．设轨道足够长，则当金属棒运动产生的电动势等于直流电源电动势时，金属棒开始做匀速直线运动，则有 解得炮弹的出射速度为 可知当轨道足够长时，炮弹的出射速度与轨道的长度无关，故C错误； D．闭合开关瞬间，回路电流为 安培力的大小为 故D正确。 故选D。 斜轨道上的导体棒 1．（23-24高二·江西赣州·3月下·联考）如图，宽为的平行金属导轨与水平面成角，质量为、长为的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，当回路中电流大小为时，金属杆恰好能静止，重力加速度大小为。则金属杆与导轨之间的动摩擦因数为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【来源】江西省赣州市上进联考2023-2024学年高二下学期3月第一次阶段性考试物理试卷 【详解】根据左手定则可知，金属杆受到的安培力沿斜面向下，金属杆恰好能静止，以金属杆为对象，根据受力平衡可得 又 联立解得 故选B。 2．（22-23高二下·新疆昌吉州·期末）如图所示，倾角为θ的光滑斜面上静置着一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，已知导体棒的质量为m、长度为L，电流为I，竖直面内存在方向未知的匀强磁场，导体棒处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）    A．若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒内电流方向垂直纸面向内 B．若导体棒对斜面无压力，则磁场方向一定水平向左 C．磁感应强度的最小值为 D．若只增大电流I，则导体棒仍保持静止 【答案】C 【来源】新疆昌吉州高中学联体2022-2023学年高二下学期期末质量监测物理试题 【详解】A．若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒必须受到沿斜面向上的安培力才能保持平衡，故导体棒内电流方向必须垂直纸面向外，故A错误； B．若导体棒对斜面无压力，则安培力方向必定竖直向上，但是因为电流方向不确定，所以磁场方向水平向左或向右都有可能，故B错误； C．最小的磁感应强度对应最小的安培力，根据前面分析可知导体棒受重力、支持力和安培力三个力构成矢量三角形，分析可知当安培力与支持力方向垂直时有最小值，故可得安培力最小为，有 解得 故C正确； D．导体棒受重力、支持力和安培力三个力的作用保持静止，平移三个力的矢量后，可构成矢量三角形，重力所在的边固定不动，支持力所在的边方向不变，若只增加电流I，则安培力变大，但同时因为安培力方向不变，故当安培力增大时合力必定不再为零，即导体棒一定无法保持静止，故D错误。 故选C。 3．（22-23高二·菏泽·期末）质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的滑片，为使杆ab静止不动，则通过杆ab电流的最小值为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（    ）    A．0．08A B．0.14A C．0.46A D．无法确定 【答案】B 【来源】山东省菏泽市2022-2023学年高二下学期期末教学质量检测物理试题 【详解】当电流最小时 联立解得 故选B。 洛伦兹力 1．（23-24高二·海南琼海嘉积中学·期末）如图所示，质量为m、电荷量为的小球A套在粗细均匀的固定绝缘水平杆上，整个装置处在垂直于纸面向外的水平匀强磁场中。现对A施加一个水平向右、大小恒为的拉力，使小球A从静止开始运动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，小球A与杆间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，则当小球的加速度大小第一次达到时，小球的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【来源】海南省省直辖县级行政单位琼海市嘉积中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题 【详解】对小球分析，竖直方向平衡 水平方向，根据牛顿第二定律 当小球的加速度大小第一次达到时，联立解得 故选A。 2．（22-23高二·贵州安顺·期末）显像管的工作原理如图所示，图中阴影区域没有磁场时，从电子枪发出的电子打在荧光屏正中央的O点。为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的OA区间，则对阴影区域所加的磁场，说法正确的是（　　）      A．方向竖直向上 B．方向垂直于纸面向里 C．磁场越强，偏离中心越远 D．磁场越弱，偏离中心越远 【答案】C 【来源】贵州省安顺市2022-2023学年高二下学期期末教学质量检测物理试题 【详解】AB．为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，电子应向上偏转，电子在磁场中受到的洛伦兹力应向上，根据左手定则可知，阴影区域所加磁场的方向垂直于纸面向外，故AB错误； CD．电子在磁场内受到的洛伦兹力为 对于电子枪发出的相同速度的电子，磁场越强，所受洛伦兹力越大，偏转越厉害，偏离中心越远，故C正确，D错误。 故选C。 3．（23-24高二·湖北武汉·期末）钠的放射性同位素Na静止在匀强磁场中，某时刻一个Na原子核发生核反应，仅产生的两新粒子（分别标记为1、2)，沿垂直磁场方向运动，形成的轨迹如图所示，两粒子的速率为 、，电荷量为q1、q2，轨迹半径为r1、r2，两轨迹半径比为。下列关于该核反应说法正确的是（　　） A．该核反应为裂变反应 B．该核反应为α衰变 C．两粒子的电荷量之比 D．两粒子的速率之比 【答案】C 【来源】湖北省武汉市部分重点中学2023-2024学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．该反应为原子核的衰变，A错误； BC．根据 可得 根据动量守恒定律 可知两个粒子动量大小相等，方向相反，可得 又因为Na原子的电荷量为11e，可知 ， 所以粒子1为电子，该核反应为衰变，B错误，C正确； D．由于两粒子动量大小相等，所以有 带电粒子在有界磁场中的运动 1．（23-24高二·四川德阳·期末）如图所示，空间中存在一矩形磁场区域，在区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ，在区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小均为。，一带电粒子以大小为、方向沿的速度进入磁场Ⅰ，运动一段时间后从点离开磁场区域.不计粒子的重力，粒子的比荷为，则下列说法正确的是（    ） A．的长度可能为 B．粒子在磁场中运动的总时间可能为 C．粒子从磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ的位置距离点可能为 D．若粒子能通过边上距离点的一点，则粒子的发射速度大小可能为 【答案】D 【来源】四川省德阳市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题 【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有 解得 由题意可知粒子不可能偏转一次就到达P点，假设粒子偏转一次到达P点可知                                                       故A错误； B．根据几何关系可知粒子在磁场Ⅰ运动的圆心角为120°，时间为 所以粒子在磁场中运动的总时间为，故B错误； C．画出粒子的运动轨迹如图 根据几何关系可知，粒子从磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ的位置距离点 （n=0，1，2…） 不可能为，故C错误； D．若粒子能通过边上距离点的一点，则粒子的轨道半径满足 （n=0，1，2…） 结合 可知 （n=0，1，2…） 当n=2时，解得 故D正确； 故选D。 2．（23-24高二·河南周口鹿邑·期末）如图所示，虚线为一匀强磁场的边界，磁场方向垂直纸面向里（未画出），在磁场内某点沿水平平行于虚线的方向发射两个带电粒子A和B，其速度分别为和，两者的质量、电荷量均相同。两个粒子分别经过时间和从点和射出，则（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【来源】河南省周口市鹿邑县2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】两粒子的轨迹大致如图： 根据 可得 由图A的半径小于B的半径，故 vA<vB A转过的圆心角大，故 tA>tB 故选D。 3．（23-24高二·山东临沂·7月期末）如图所示，直角三角形的AB边长为L，，三角形区域内存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从D点沿着垂直BC边的方向以速度v射入磁场，CD间距离为L，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（    ） A．粒子在磁场中运动的最长时间为 B．时，带电粒子垂直于AC边射出磁场 C．若粒子从BC边射出磁场，则 D．若粒子从AC边射出磁场，则 【答案】B 【来源】山东省临沂市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】ACD．粒子带正电，根据左手定则可知，粒子进入磁场后将向上偏转，粒子从BC边离开时，粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角最大，运动时间最长，当离开刚好离AC边相切时，粒子轨迹如图所示 由洛伦兹力提供向心力可得 根据几何关系可得 联立解得 ， 可知粒子在磁场中运动的最长时间为 当粒子从BC边射出磁场，则有 当粒子从AC边射出磁场，则有 故ACD错误； B．若带电粒子垂直于AC边射出磁场，如图所示 根据几何关系可知 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得 故B正确。 故选B。 4．（23-24高二·山东临沂·7月期末）如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，O点为圆形区域的圆心，磁感应强度大小为B，一个比荷绝对值为k的带电粒子以某一速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场，粒子离开磁场后打在右侧屏上的P点，QP连线过圆心O，QP与MN的夹角，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．粒子做圆周的运动半径为 C．粒子运动的速率为 D．粒子在磁场中运动的时间为 【答案】C 【来源】山东省临沂市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示 A．由图可知，粒子在点受水平向右的洛伦兹力，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误； BC．由几何关系可得，粒子做圆周的运动半径为 由牛顿第二定律有 解得 故B错误，C正确； D．粒子在磁场中运动的周期为 由几何关系可知，轨迹的圆心角为，则粒子在磁场中运动的时间为 故D错误。 故选C。 5．（23-24高二·四川凉山·期末）2023年4月，我国有“人造太阳”之称的托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录。其中磁约束的简化原理如图：在半径为和的真空同轴圆柱面之间，加有与轴线平行的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，。假设氘核沿内环切线向左进入磁场，氚核沿内环切线向右进入磁场，二者均恰好不从外环射出。不计重力及二者之间的相互作用，则和的动量之比为（　　） A．1∶2 B．2∶3 C．1∶3 D．3∶1 【答案】C 【来源】四川省凉山州2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】根据左手定则，作出粒子的运动轨迹如图所示 根据几何关系，氘核的半径为 根据几何关系，氚核的半径为 根据洛伦兹力提供向心力 可得 动量为 和的动量之比为 故选C。 6．（23-24高二·福建泉州·下测）如图在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为（）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。若粒子重力不计，则粒子在磁场中运动的时间为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【来源】福建省泉州市2023-2024学年高二下学期教学质量监测物理试卷 【详解】粒子在磁场中的第二象限和第一象限的运动轨迹如图所示 对应的轨迹半径分别为和，由洛伦兹力提供向心力有 可得 ， 根据几何关系可得 解得 粒子在第二象限、第一象限做圆周运动的周期分别为 ， 则带电粒子在第二象限、第一象限中运动的时间分别为 ， 则粒子在磁场中运动的时间 故选D。 7．（23-24高二·广西南宁&二地·7月期末）如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度v0沿水平方向入射，速度方向与半径方向的夹角为30°，经磁场偏转后刚好能从C点（未画出）反向射出，不计电荷的重力，下列说法正确的是（　　） A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点 B．该点电荷在磁场中的运动时间为 C．该点电荷的比荷为 D．若磁场反向，则该点电荷在磁场中运动的时间为 【答案】C 【来源】广西壮族自治区南宁市等二地2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题 【详解】A. 因点电荷射入磁场时初速度方向不是沿半径方向，则该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线也不会通过O点，故A错误； B．粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系可知，该点电荷在磁场中的运动半径为 则运动时间为 故B错误； C．根据洛伦兹力提供向心力得 解得该点电荷的比荷为 故C正确； D．若磁场反向，粒子运动轨迹如图所示 设粒子在磁场中运动圆弧所对的圆心角为2θ，则由几何关系 解得 则 该点电荷在磁场中运动的时间满足 故D错误。 故选C。 安培力 1．（23-24高二·青海西宁大通·期末）如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．电流未反向时，安培力的方向竖直向上 B．电流反向时，安培力的方向竖直向上 C．若用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的大小，则 D．若用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的大小，则 【答案】AC 【来源】青海省西宁市大通县2023-2024学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A B．由左手定则，电流未反向时，安培力的方向竖直向上，电流反向后，安培力的方向竖直向下，故A正确，B错误； C D．设左盘砝码质量为，右盘砝码质量为，电流方向未改变时，因安培力的方向向上，故 同理，电流方向改变后 联立解得 故C正确，D错误。 故选AC。 2．（23-24高二·山东临沂·7月期末）将粗细均匀、边长为L的正三角形铜线框用两根不可伸长的绝缘线a、b悬挂于天花板上，置于垂直线框平面向外的大小为B的磁场中，现用细导线给三角形线框通有大小为I的电流，则（　　） A．通电后两绳拉力变大 B．通电后两绳拉力变小 C．三角形线框安培力大小为BIL D．三角形线框安培力大小为2BIL 【答案】AC 【来源】山东省临沂市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】AB．根据题意，由左手定则可知，通电后线框所受安培力向下，则通电后两绳拉力变大，故A正确，B错误； CD．根据题意可知，间折线是直线长度的2倍，且并联接入电路中，则通过直线电流是折线的倍，即通过直线的电流为，通过折线的电流为，三角形线框安培力大小为 故C正确，D错误。 故选AC。 3．（23-24高二·四川德阳·期末）如图所示，间距为的两平行导轨水平放置，长度为、质量为的导体棒垂直放在导轨上且接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为.整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒为、方向与金属棒垂直且与水平向右方向的夹角为可调.现给导体棒通以至方向的恒定电流，电流强度大小为，在调节的过程中，发现导体棒恰好能始终保持静止状态.已知导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当地的重力加速度大小为，则下列说法正确的是（    ） A．磁感应强度大小为 B．磁感应强度大小为 C．若所通电流加倍，当时导体棒加速度达到最大 D．若所通电流加倍，则导体棒加速时能达的最大加速度大小为5m/s2 【答案】AD 【来源】四川省德阳市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题 【详解】AB．设安培力与竖直方向夹角为角时，恰好平衡，则有 其中 解得 根据数学方法可知 则磁场 T 故A正确，B错误； CD．若所通电流加倍，设当时加速度最大，则有 水平方向有 其中 解得 根据数学方法可知 则最大加速度为 此时 故C错误，D正确； 故选AD。 电磁炮 1．（23-24高二·成都蓉城名校·期末）如图，间距为L的光滑平行导轨水平固定放置，导轨间始终存在竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，导轨左端连接电动势为E、内阻为r的恒定直流电源。一带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒的电阻为R，长度为L，导轨电阻不计。通电后带有炮弹的金属棒将沿图示方向发射，不考虑回路中电流产生的磁场，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，回路中的电流为 B．磁场方向竖直向上 C．若回路中电流和磁场方向同时反向，则带有炮弹的金属棒的发射方向也反向 D．闭合开关瞬间，带有炮弹的金属棒所受安培力大小为 【答案】BD 【来源】四川省成都市蓉城名校2023-2024学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】B．从上往下看，流过炮弹的电流为逆时针方向，炮弹所受安培力水平向右，根据左手定则可知磁场方向竖直向上，故B正确； AD．闭合开关瞬间电流为 则安培力为 故D正确，A错误； C．若同时将电流和磁场方向反向，根据左手定则可知，炮弹发射方向不变，故C错误。 故选BD。 2．（22-23高二·安徽六安一中·期末）如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图。炮弹的炮弹能量是可调控的，未来可用于消防、军事等方面。其主要原理如图乙所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。可控电源提供强大的电流经导轨流入炮弹再流回电源，炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为处于磁感应强度为B的匀强磁场中。已知两导轨内侧间距为d，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离l后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻、电源内阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法正确的是（    ）    A．匀强磁场方向为竖直向下 B．炮弹所受安培力大小为 C．通过炮弹的电流为 D．通过炮弹的电流为 【答案】BC 【来源】安徽省六安第一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题 【详解】A．根据题意，由图乙可知，炮弹发射时受向右的安培力，通过炮弹的电流方向为垂直纸面向里，根据左手定则可知，磁场方向为竖直向上，故A错误； B．根据题意，由公式 可得，炮弹发射过程中的加速度为 对炮弹受力分析，水平方向上所受合力为安培力，由牛顿第二定律 可得，炮弹所受安培力大小为 故B正确； CD．根据题意，由安培力公式 可得，流过炮弹的电流为 故C正确，D错误； 故选BC。 3．（22-23高二·湖南·期末）2023年4月17日消息，我国目前的电磁炮所发射的炮弹，已经可以在100公里距离上击穿80毫米厚的钢板。如图所示为电磁轨道炮的模型，间距的平行光滑导轨水平放置，轨道处于磁感应强度大小为、方向沿竖直方向的匀强磁场中，导轨左端接有电动势、内阻的电源，带有炮弹的导体棒垂直放置在导轨上，其质量（含炮弹）为、电阻为，导轨电阻不计，则下列说法正确的是（    ）    A．匀强磁场的磁场方向应竖直向上 B．闭合开关瞬间，电路中的电流为 C．闭合开关瞬间，炮弹的加速度的大小为 D．若同时将电流方向和磁场方向反向，导体棒所受安培力方向不变 【答案】ACD 【来源】湖南省名校联盟2022-2023学年高二下学期期末联考物理试题 【详解】A．炮弹向右加速，需受向右的安培力，根据左手定则可知，匀强磁场的磁场方向应竖直向上，A项正确； B．根据闭合电路欧姆定律可知，闭合开关瞬间，电路中电流为 B项错误； C．导体棒受到的安培力大小为 炮弹的加速度大小为 C项正确； D．若同时将电流方向和磁场方向反向，根据左手定则可知，导体棒所受安培力方向不变，D项正确。 故选ACD。 斜轨道上的导体棒 1．（23-24高二·山东济宁·7月期末）如图所示，平行金属导轨倾角为，下端与电源相连，匀强磁场垂直于导轨平面向上，一导体棒垂直于导轨放置，并处于静止状态。下列做法可能使导体棒运动的是（　　） A．仅增大电源电动势 B．仅将电源正负极对调 C．仅增大匀强磁场的磁感应强度 D．仅将匀强磁场的方向反向 【答案】AC 【来源】山东省济宁市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题 【详解】AC．由左手定则可知，开始时导体棒受安培力沿倾斜导轨向下，由平衡条件可得静摩擦力 方向沿轨斜导轨向上。仅增大电源电动势，则回路中电流增大，则安培力增大，此时静摩擦力 仅增大匀强磁场的磁感应强度，则安培力增大，则静摩擦力有 当静摩擦力达到最大静摩擦力时导体棒开始向下运动，AC正确； BD．仅将电源正负极对调或仅将匀强磁场的方向反向，可知安培力方向沿倾斜导轨向上，假设导体棒能沿倾斜导轨向上运动，则有 则有 可知导体棒不可能向上运动，假设不成立，BD错误。 故选AC。 2．（22-23高二·安徽池州铜陵一中&三校·下学期·期末）如图所示，间距为d的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面上，与水平面成角，金属棒ab垂直放置在导轨上，整个装置处于匀强磁场中，匀强磁场的方向未知。已知金属棒ab的质量为m、电阻为，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关，金属棒ab始终静止在导轨上。下列说法正确的是（    ）    A．滑动变阻器R的滑片在最左端时，金属棒受到的安培力最大 B．无论滑动变阻器R的滑片处在何位置，金属棒受到的安培力的最小值均为 C．磁感应强度有最小值时，方向垂直导轨平面向上 D．滑动变阻器R的滑片在最右端时，磁感应强度 【答案】BC 【来源】安徽省池州市铜陵一中等三校2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】A．变阻器R的触头在最左端时，电路中的电流最小，金属棒受到的安培力最小。故A错误； B．金属棒ab始终静止在导轨上，处于平衡状态 故无论滑动变阻器R的滑片处在何位置，金属棒受到的安培力的最小值均为，故B正确； C．根据平衡条件    由数学知识知 磁感应强度有最小值时，方向垂直导轨平面向上，故C正确； D．滑动变阻器R的滑片在最右端时，电流 根据C项分析 联立解得 匀强磁场的方向未知，故磁感应强度无法确定，故D错误。 故选BC。 洛伦兹力 1．（23-24高二·广东潮州·期末）如图甲所示，洛伦兹力演示仪可通过改变出射电子的速度或磁感应强度来观察电子做圆周运动的半径r的变化，图乙中通同方向稳恒电流I后，励磁线圈能够在两线圈之间产生与两线圈中心的连线平行的匀强磁场。电子沿如图丙中所示方向进入磁场，在磁场内沿顺时针做圆周运动。则图丙中（　　） A．磁场方向垂直于纸面向外 B．磁场方向垂直于纸面向里 C．励磁线圈中电流I为顺时针方向 D．励磁线圈中电流I为逆时针方向 【答案】BC 【来源】广东省潮州市2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测物理试题 【详解】AB．如图可知，电子射出时速度水平向左，所受向心力竖直向上，根据左手定则，可知，磁场方向垂直直面向里。故A错误，B正确； CD．磁场是电流产生的，磁场方向垂直直面向里，根据右手螺旋定则，可以判断出励磁线圈中电流I的方向为顺时针，故C正确，D错误。 故选BC。 3．（23-24高二下·四川成都·期末·摸底零诊）如图所示，两足够长的通电直导线P、Q（垂直纸面）关于粗糙程度均匀的水平面对称分布，P、Q连线与水平面交点为O，P、Q通以大小相等、方向相反的恒定电流。一带正电的绝缘物块从A点以某一初速度向右运动，恰好运动到O点。下列说法正确的是（　　） A．从A到O，磁感应强度逐渐增大 B．从A到O，磁感应强度先增大后减小 C．从A到O，物块做匀减速直线运动 D．从A到O，物块做加速度逐渐增大的减速运动 【答案】AC 【来源】四川省成都市2023-2024学年高二下学期期末高中毕业班摸底测试零诊物理试题 【详解】AB．根据安培定则可得，两导线在AO之间磁场如图所示 根据平行四边形定则，将两磁场合成可知，合磁场方向水平向左，且由A到O两导线磁场增大且与水平夹角变小，则合磁场沿水平向左增大，故A正确，B错误； CD．由于AO之间磁场方向水平向左，与物块的运动方向共线，所以物块不受洛伦兹力，物块在运动过程中受到恒定不变的摩擦力，根据牛顿第二定律，物块做匀减速直线运动，故C正确，D错误。 故选AC。 4．（23-24高二·河南·天一大联考·下）如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场中，一质量为m、电荷量为+q（q>0）的带电滑块从光滑绝缘斜面的顶端由静止释放，滑至底端时恰好不受弹力，已知磁感应强度的大小为B，斜面的倾角为，重力加速度为g，滑块可视为质点，下列说法正确的是（　　） A．滑块滑至底端时的速率为 B．滑块滑至底端时的速率为 C．滑块经过斜面中点时的速率为 D．斜面的高度为 【答案】AC 【来源】河南省天一大联考2023-2024学年高二下学期5月考试物理试卷 【详解】AB．由左手定则可知，滑块所受洛伦兹力垂直斜面向上，滑块滑至底端时恰不受弹力，则有 解得 故A正确，B错误； C．设斜面的高度为，设滑块经过斜面中点时的速率为，由动能定理得 解得 故C正确； D．滑块从斜面顶端运动到底端的过程中，由动能定理得 代入数据解得 故D错误。 故选AC。 5．（22-23高二·广东揭阳·7月期末）如图所示，将一由绝缘材料制成的带一定正电荷的滑块放在装有光电门的固定木板上，空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。测得带遮光条滑块的质量为m，木板的倾角为，木板与滑块之间的动摩擦因数为，遮光条的宽度为d，滑块由静止释放，遮光条通过两光电门所用的时间均为t，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）    A．到达光电门2之前滑块先加速后减速 B．到达光电门2之前滑块所受的摩擦力先增大后不变 C．滑块所带的电荷量为 D．滑块所带的电荷量为 【答案】BC 【来源】广东省揭阳市2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题 【详解】AB．以滑块为对象，根据左手定则可知，滑块运动过程受到的洛伦兹力垂直斜面向下，滑块由静止释放，根据牛顿第二定律可得 可知随着滑块速度的增大，滑块的加速度减小，所以滑块先做加速度减小的加速运动，由于遮光条通过两光电门所用的时间均为，可知滑块到达光电门前已经做匀速运动，到达光电门2之前滑块先加速后匀速，到达光电门2之前滑块所受的摩擦力先增大后不变，故A错误，B正确； CD．遮光条通过两光电门所用的时间均为，可知滑块到达光电门前已经做匀速运动，速度大小为 根据受力平衡可得 联立解得滑块所带的电荷量为 故C正确，D错误。 故选BC。 6．（22-23高二·重庆四区·下学期学业质量调研抽测）如图所示，一辆汽车以速度v向右匀速运动，汽车顶部固定了一开口向上的轻质光滑绝缘管道，整个空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。管道内有一个带正电小球，开始位于管道M端且相对管道速度为0，一段时间后，小球运动到管道N端，小球质量为m，电量为q，管道高度为l，小球直径略小于管道内径。若不计小球重力，则小球从M端到N端的过程中（　　）    A．小球运动的时间 B．小球运动的时间 C．管道对小球作用力的平均功率 D．管道对小球作用力的平均功率 【答案】BD 【来源】重庆市四区2022-2023学年高二下学期学业质量调研抽测物理试题 【详解】AB．根据左手定则可知，小球受到洛伦兹力方向沿管道方向，由 可知，小球所受洛伦兹力恒定，设小球的加速度为，由牛顿第二定律有 设运动时间为，由运动学公式可得 解得 故A错误，B正确； CD．小球所受洛伦兹力不做功，因此洛伦兹力在沿管道方向分力做正功的大小等于垂直于管道向左的分力做负功的大小，管道对小球的作用力始终与洛伦兹力垂直于管道向左的分力平衡，则有 管道对小球作用力的平均功率 故C错误，D正确。 故选BD。 带电粒子在有界磁场中的运动 1．（23-24高二下·甘肃临夏州·期末）如图所示，在水平线OP的正上方存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从磁场边界上O点同时向纸面内不同方向发射速率均为v、质量均为m、电荷量均为的两个带电粒子，两粒子均从边界上P点离开磁场，且OP的长度为，不计粒子的重力及相互作用力。以下说法正确的是（    ） A．两粒子在磁场中运动的加速度大小不同 B．两粒子射入磁场时速度方向与边界所成锐角均为60° C．两粒子在磁场运动过程中动量改变量大小均为 D．两粒子在磁场中运动的时间相差 【答案】BC 【来源】甘肃省临夏州2023-2024学年高二下学期期末统考物理试卷 【详解】A．两粒子在磁场中运动只受洛伦兹力的作用，根据牛顿第二定律 故两粒子在磁场中运动的加速度大小相等，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力 解得 则两粒子在磁场中运动半径相等，两个粒子先后经过P点，作出两个粒子的运动轨迹如图甲所示，短弧和长弧均以OP为弦，已知OP的长度为，根据几何关系可得 解得两个粒子射入磁场时与边界的夹角均为 故B正确； C．根据粒子的运动对称性和几何知识作出两粒子动量变化如图乙所示，可以得出两个粒子的动量变化量大小、方向均相同，为 故C正确； D．两粒子在磁场中运动的周期为 两粒子在磁场中运动的时间相差 故D错误。 故选BC。 2．（23-24高二·湖南长沙雅礼七校·期末）一种圆柱形粒子探测装置的横截面如图所示。内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器，AB和PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后从磁场边界C点离开，最后打在探测器上的N点（直线距离PN大于PQ），PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，粒子2在磁场中运动的时间为t。装置内部为真空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（    ） A．粒子1带负电 B．若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间增加 C．若两粒子的入射速率相等，则粒子1的比荷小于粒子2的比荷 D．改变粒子2入射方向，速率变为原来的，则粒子2在磁场中运动的最长时间为t 【答案】ABD 【来源】湖南省长沙市雅礼教育集团七校2023-2024学年高二下学期期末考试物理试卷 【详解】A．粒子1受向下偏转，由左手定则可知，粒子1带负电，粒子1可能为电子，故A正确； B．若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2运动半径减小，从磁场射出时，轨迹所对应的圆心角增大，粒子2在磁场中的运动时间为 则若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间增加，故B正确； C．洛伦兹力提供粒子在磁场中做圆周运动所需的向心力 解得 由题图可知粒子l运动的半径小于粒子2运动的半径，若两粒子的入射速率相等，则粒子1的比荷大于粒子2的比荷，故C错误； D．PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，如图 则粒子2在磁场中轨迹所对应的圆心角为 设内圆半径为R，根据几何关系，粒子2在磁场中运动半径为 开始粒子2在磁场中运动时间为 粒子2速率变为原来的，此时粒子2在磁场中运动半径为 根据几何关系，当粒子2的轨迹对应的弦为直径PM时，如图 粒子2在磁场中运动的时间最长，此时的圆心角为 速度改变后，粒子2在磁场中运动的最长时间为t，故D正确。 故选ABD。 3．（23-24高二·贵州黔西南·期末）如图所示，水平面的区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为，边界的夹角为30°，距顶点为的点有一粒子源，粒子在水平面内垂直边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子，粒子质量为、电荷量大小为，下列说法正确的是（　　） A．从边界射出的粒子速度方向都相同 B．粒子离开磁场时到点的最短距离为 C．垂直边界射出的粒子的速度大小为 D．垂直边界射出的粒子在磁场中运动的时间为 【答案】AB 【来源】贵州省黔西南州2023-2024学年高二下学期期末教学质量检测物理试卷 【详解】A．粒子竖直向上进入磁场，轨迹圆心一定在bc边上，若粒子能从边界bc射出，粒子的速度方向一定竖直向下，故方向均相同，故A正确； B．当轨迹恰好与ab边相切时，粒子从bc边离开磁场时到b点的距离最短，由几何关系可得 离b点的最短距离为 联立解得 故B正确； C．垂直边界ab射出的粒子，轨道半径为 由洛伦兹力作为向心力可得 解得粒子的速度大小为 故C错误； D．粒子在磁场中的运动周期为 垂直边界ab射出的粒子在磁场中运动的时间为 故D错误。 故选AB。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 安培力与洛伦兹力 安培力 1．（23-24高二·内蒙古·期末）研究磁铁对通电导线作用力的装置如图所示。当轻质细导线中通入电流时，细导线下端的金属棒受到水平方向的磁场力，平衡时细导线偏离竖直方向的角度为。已知金属棒的质量为，两细导线间的距离为，把磁极之间的磁场看作匀强磁场，重力加速度大小为，下列说法正确的是（    ） A．金属棒受到的磁场力大小为 B．金属棒受到的磁场力大小为 C．金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为 D．金属棒所在位置磁场的磁感应强度大小为 2．（23-24高二·辽宁锦州·期末）如图甲所示，匀质导体棒MN通以由M到N的恒定电流，用两根等长的平行绝缘、轻质细线悬挂在点静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为，磁场方向与绝缘细线平行且向上。现使磁场方向顺时针缓慢转动（由M到N观察），同时改变磁场的磁感应强度大小，保持细线与竖直方向的夹角不变，该过程中每根绝缘细线拉力F大小与磁场转过角度的正切值关系如图乙所示。重力加速度g取，磁场变化过程中MN中的电流不变。下列说法正确的是（　　） A．导体棒的质量为0.5kg B． C．导体棒所受安培力可能为4.5N D．可能为90° 3．（23-24高二·贵州遵义·期末）某小组设计了如图所示测量磁感应强度的实验方案。虚线框内有垂直纸面向里的待测匀强磁场，轻质绝缘细线跨过两个可视为光滑的定滑轮，左端与一固定的力传感器甲相连，右端竖直悬挂一匝数为、边长为的正方形线圈（线圈中通有电流，且水平），线圈底边中央通过竖直绝缘细线与固定于底座的力传感器乙相连，线圈始终静止。该小组实验记录如下表所示，则（　　） 实验 线圈电流大小 线圈电流方向 甲示数大小 乙示数大小 1 顺时针 0 2 逆时针 0 A．实验1中，边受到待测磁场的安培力方向竖直向上 B．实验2中，边受到待测磁场的安培力大小为 C．磁感应强度大小为 D．磁感应强度大小为 4．（23-24高二·广东珠海·期末）如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过平面，与平面的交点形成边长为的正方形且关于轴和轴对称，各导线中电流方向已标出，已知无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比。下列说法正确的是（　　） A．轴正半轴的磁感应强度方向沿轴正方向 B．直导线1、2、3对导线4的作用力的合力为零 C．在点的磁感应强度方向沿轴正方向 D．直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 5．（23-24高二·四川达州·期末）如图所示，长度为l、质量为m的导体棒用绝缘细线悬挂并垂直纸面放置，导体棒中有方向由a指向b、大小为I的电流，导体棒处在水平向右的待测大小的匀强磁场中，如图1所示。现设法缓慢地逆时针改变匀强磁场方向，使其方向转到水平向左，转动过程中记录细线与竖直方向的夹角与磁场与水平方向夹角的关系，发现当磁场方向与水平方向向左方向夹角为53°时，如图2所示，细线与竖直方向夹角最大，已知重力加速度为g（安培力小于重力）。则通过上述操作，可测得匀强磁场的磁感应强度B的大小为（　　）（，） A． B． C． D． 电磁炮 1．（23-24高二·陕西·天一大联考·期末）如图所示为电磁炮的基本原理图（俯视图）。水平平行金属直导轨a、b充当炮管，金属弹丸放在两导轨间，与导轨接触良好，两导轨左端与一恒流源连接，可使回路中的电流大小恒为 I，方向如图所示，两导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为 d，弹丸质量为m，弹丸在导轨上运动的最大距离为s，弹丸能加速的最大速度为v，不计摩擦，则下列判断正确的是（　　） A．导轨间的磁场方向向上 B．导轨间的磁场磁感应强度大小为 C．弹丸克服安培力做功获得动能 D．弹丸先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动 2．（23-24高二·中山·期末）电磁轨道炮是利用安培力使金属炮弹获得极大动能的先进武器。如图所示为电磁炮的原理简图，炮弹为阻值为的导体，放置在光滑的电阻不计的金属轨道上，轨道水平放置，电源内阻为。当炮弹放入轨道后，受到垂直纸面向内的匀强磁场对其的安培力作用，使其加速后射出。下列说法正确的是（    ） A．电源输出的电能完全转化为了炮弹的动能 B．炮弹所受到的安培力大小恒定不变 C．炮弹在轨道上的加速度逐渐减小 D．炮弹出膛时获得的动能与轨道长度成正比 3．（22-23高二·江西萍乡·7月期末）电磁炮是一种高动能武器，通过给炮弹加速获得更大的动能。图是一种电磁炮简易模型，间距为L的平行导轨水平放置，导轨间存在竖直方向、磁感应强度为B的匀强磁场，导轨一端接电动势为E、内阻为r的电源。带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒电阻为R，导轨电阻不计。通电后棒沿图示方向发射。则（　　）    A．磁场方向竖直向下 B．带有炮弹的金属棒在安培力的作用下做匀加速直线运动 C．炮弹的出射速度与轨道的长度有关，长度越长，速度一定越大 D．闭合开关瞬间，安培力的大小为 斜轨道上的导体棒 1．（23-24高二·江西赣州·3月下·联考）如图，宽为的平行金属导轨与水平面成角，质量为、长为的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，当回路中电流大小为时，金属杆恰好能静止，重力加速度大小为。则金属杆与导轨之间的动摩擦因数为（　　） A． B． C． D． 2．（22-23高二下·新疆昌吉州·期末）如图所示，倾角为θ的光滑斜面上静置着一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，已知导体棒的质量为m、长度为L，电流为I，竖直面内存在方向未知的匀强磁场，导体棒处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）    A．若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒内电流方向垂直纸面向内 B．若导体棒对斜面无压力，则磁场方向一定水平向左 C．磁感应强度的最小值为 D．若只增大电流I，则导体棒仍保持静止 3．（22-23高二·菏泽·期末）质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的滑片，为使杆ab静止不动，则通过杆ab电流的最小值为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（    ）    A．0．08A B．0.14A C．0.46A D．无法确定 洛伦兹力 1．（23-24高二·海南琼海嘉积中学·期末）如图所示，质量为m、电荷量为的小球A套在粗细均匀的固定绝缘水平杆上，整个装置处在垂直于纸面向外的水平匀强磁场中。现对A施加一个水平向右、大小恒为的拉力，使小球A从静止开始运动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，小球A与杆间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，则当小球的加速度大小第一次达到时，小球的速度大小为（　　） A． B． C． D． 2．（22-23高二·贵州安顺·期末）显像管的工作原理如图所示，图中阴影区域没有磁场时，从电子枪发出的电子打在荧光屏正中央的O点。为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的OA区间，则对阴影区域所加的磁场，说法正确的是（　　）      A．方向竖直向上 B．方向垂直于纸面向里 C．磁场越强，偏离中心越远 D．磁场越弱，偏离中心越远 3．（23-24高二·湖北武汉·期末）钠的放射性同位素Na静止在匀强磁场中，某时刻一个Na原子核发生核反应，仅产生的两新粒子（分别标记为1、2)，沿垂直磁场方向运动，形成的轨迹如图所示，两粒子的速率为 、，电荷量为q1、q2，轨迹半径为r1、r2，两轨迹半径比为。下列关于该核反应说法正确的是（　　） A．该核反应为裂变反应 B．该核反应为α衰变 C．两粒子的电荷量之比 D．两粒子的速率之比 带电粒子在有界磁场中的运动 1．（23-24高二·四川德阳·期末）如图所示，空间中存在一矩形磁场区域，在区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ，在区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小均为。，一带电粒子以大小为、方向沿的速度进入磁场Ⅰ，运动一段时间后从点离开磁场区域.不计粒子的重力，粒子的比荷为，则下列说法正确的是（    ） A．的长度可能为 B．粒子在磁场中运动的总时间可能为 C．粒子从磁场Ⅰ进入磁场Ⅱ的位置距离点可能为 D．若粒子能通过边上距离点的一点，则粒子的发射速度大小可能为 2．（23-24高二·河南周口鹿邑·期末）如图所示，虚线为一匀强磁场的边界，磁场方向垂直纸面向里（未画出），在磁场内某点沿水平平行于虚线的方向发射两个带电粒子A和B，其速度分别为和，两者的质量、电荷量均相同。两个粒子分别经过时间和从点和射出，则（    ） A．， B．， C．， D．， 3．（23-24高二·山东临沂·7月期末）如图所示，直角三角形的AB边长为L，，三角形区域内存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从D点沿着垂直BC边的方向以速度v射入磁场，CD间距离为L，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（    ） A．粒子在磁场中运动的最长时间为 B．时，带电粒子垂直于AC边射出磁场 C．若粒子从BC边射出磁场，则 D．若粒子从AC边射出磁场，则 4．（23-24高二·山东临沂·7月期末）如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，O点为圆形区域的圆心，磁感应强度大小为B，一个比荷绝对值为k的带电粒子以某一速率从M点沿着直径MON方向垂直射入磁场，粒子离开磁场后打在右侧屏上的P点，QP连线过圆心O，QP与MN的夹角，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子带正电 B．粒子做圆周的运动半径为 C．粒子运动的速率为 D．粒子在磁场中运动的时间为 5．（23-24高二·四川凉山·期末）2023年4月，我国有“人造太阳”之称的托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录。其中磁约束的简化原理如图：在半径为和的真空同轴圆柱面之间，加有与轴线平行的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，。假设氘核沿内环切线向左进入磁场，氚核沿内环切线向右进入磁场，二者均恰好不从外环射出。不计重力及二者之间的相互作用，则和的动量之比为（　　） A．1∶2 B．2∶3 C．1∶3 D．3∶1 6．（23-24高二·福建泉州·下测）如图在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为（）的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。若粒子重力不计，则粒子在磁场中运动的时间为（    ） A． B． C． D． 7．（23-24高二·广西南宁&二地·7月期末）如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度v0沿水平方向入射，速度方向与半径方向的夹角为30°，经磁场偏转后刚好能从C点（未画出）反向射出，不计电荷的重力，下列说法正确的是（　　） A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点 B．该点电荷在磁场中的运动时间为 C．该点电荷的比荷为 D．若磁场反向，则该点电荷在磁场中运动的时间为 安培力 1．（23-24高二·青海西宁大通·期末）如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A．电流未反向时，安培力的方向竖直向上 B．电流反向时，安培力的方向竖直向上 C．若用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的大小，则 D．若用n、m、l、I、g表示磁感应强度B的大小，则 2．（23-24高二·山东临沂·7月期末）将粗细均匀、边长为L的正三角形铜线框用两根不可伸长的绝缘线a、b悬挂于天花板上，置于垂直线框平面向外的大小为B的磁场中，现用细导线给三角形线框通有大小为I的电流，则（　　） A．通电后两绳拉力变大 B．通电后两绳拉力变小 C．三角形线框安培力大小为BIL D．三角形线框安培力大小为2BIL 3．（23-24高二·四川德阳·期末）如图所示，间距为的两平行导轨水平放置，长度为、质量为的导体棒垂直放在导轨上且接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为.整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒为、方向与金属棒垂直且与水平向右方向的夹角为可调.现给导体棒通以至方向的恒定电流，电流强度大小为，在调节的过程中，发现导体棒恰好能始终保持静止状态.已知导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当地的重力加速度大小为，则下列说法正确的是（    ） A．磁感应强度大小为 B．磁感应强度大小为 C．若所通电流加倍，当时导体棒加速度达到最大 D．若所通电流加倍，则导体棒加速时能达的最大加速度大小为5m/s2 电磁炮 1．（23-24高二·成都蓉城名校·期末）如图，间距为L的光滑平行导轨水平固定放置，导轨间始终存在竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，导轨左端连接电动势为E、内阻为r的恒定直流电源。一带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒的电阻为R，长度为L，导轨电阻不计。通电后带有炮弹的金属棒将沿图示方向发射，不考虑回路中电流产生的磁场，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关瞬间，回路中的电流为 B．磁场方向竖直向上 C．若回路中电流和磁场方向同时反向，则带有炮弹的金属棒的发射方向也反向 D．闭合开关瞬间，带有炮弹的金属棒所受安培力大小为 2．（22-23高二·安徽六安一中·期末）如图甲所示是电磁炮发射过程的情境图。炮弹的炮弹能量是可调控的，未来可用于消防、军事等方面。其主要原理如图乙所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。可控电源提供强大的电流经导轨流入炮弹再流回电源，炮弹被导轨中电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为处于磁感应强度为B的匀强磁场中。已知两导轨内侧间距为d，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行距离l后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻、电源内阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势。下列说法正确的是（    ）    A．匀强磁场方向为竖直向下 B．炮弹所受安培力大小为 C．通过炮弹的电流为 D．通过炮弹的电流为 3．（22-23高二·湖南·期末）2023年4月17日消息，我国目前的电磁炮所发射的炮弹，已经可以在100公里距离上击穿80毫米厚的钢板。如图所示为电磁轨道炮的模型，间距的平行光滑导轨水平放置，轨道处于磁感应强度大小为、方向沿竖直方向的匀强磁场中，导轨左端接有电动势、内阻的电源，带有炮弹的导体棒垂直放置在导轨上，其质量（含炮弹）为、电阻为，导轨电阻不计，则下列说法正确的是（    ）    A．匀强磁场的磁场方向应竖直向上 B．闭合开关瞬间，电路中的电流为 C．闭合开关瞬间，炮弹的加速度的大小为 D．若同时将电流方向和磁场方向反向，导体棒所受安培力方向不变 斜轨道上的导体棒 1．（23-24高二·山东济宁·7月期末）如图所示，平行金属导轨倾角为，下端与电源相连，匀强磁场垂直于导轨平面向上，一导体棒垂直于导轨放置，并处于静止状态。下列做法可能使导体棒运动的是（　　） A．仅增大电源电动势 B．仅将电源正负极对调 C．仅增大匀强磁场的磁感应强度 D．仅将匀强磁场的方向反向 2．（22-23高二·安徽池州铜陵一中&三校·下学期·期末）如图所示，间距为d的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面上，与水平面成角，金属棒ab垂直放置在导轨上，整个装置处于匀强磁场中，匀强磁场的方向未知。已知金属棒ab的质量为m、电阻为，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关，金属棒ab始终静止在导轨上。下列说法正确的是（    ）    A．滑动变阻器R的滑片在最左端时，金属棒受到的安培力最大 B．无论滑动变阻器R的滑片处在何位置，金属棒受到的安培力的最小值均为 C．磁感应强度有最小值时，方向垂直导轨平面向上 D．滑动变阻器R的滑片在最右端时，磁感应强度 洛伦兹力 1．（23-24高二·广东潮州·期末）如图甲所示，洛伦兹力演示仪可通过改变出射电子的速度或磁感应强度来观察电子做圆周运动的半径r的变化，图乙中通同方向稳恒电流I后，励磁线圈能够在两线圈之间产生与两线圈中心的连线平行的匀强磁场。电子沿如图丙中所示方向进入磁场，在磁场内沿顺时针做圆周运动。则图丙中（　　） A．磁场方向垂直于纸面向外 B．磁场方向垂直于纸面向里 C．励磁线圈中电流I为顺时针方向 D．励磁线圈中电流I为逆时针方向 3．（23-24高二下·四川成都·期末·摸底零诊）如图所示，两足够长的通电直导线P、Q（垂直纸面）关于粗糙程度均匀的水平面对称分布，P、Q连线与水平面交点为O，P、Q通以大小相等、方向相反的恒定电流。一带正电的绝缘物块从A点以某一初速度向右运动，恰好运动到O点。下列说法正确的是（　　） A．从A到O，磁感应强度逐渐增大 B．从A到O，磁感应强度先增大后减小 C．从A到O，物块做匀减速直线运动 D．从A到O，物块做加速度逐渐增大的减速运动 4．（23-24高二·河南·天一大联考·下）如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场中，一质量为m、电荷量为+q（q>0）的带电滑块从光滑绝缘斜面的顶端由静止释放，滑至底端时恰好不受弹力，已知磁感应强度的大小为B，斜面的倾角为，重力加速度为g，滑块可视为质点，下列说法正确的是（　　） A．滑块滑至底端时的速率为 B．滑块滑至底端时的速率为 C．滑块经过斜面中点时的速率为 D．斜面的高度为 5．（22-23高二·广东揭阳·7月期末）如图所示，将一由绝缘材料制成的带一定正电荷的滑块放在装有光电门的固定木板上，空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。测得带遮光条滑块的质量为m，木板的倾角为，木板与滑块之间的动摩擦因数为，遮光条的宽度为d，滑块由静止释放，遮光条通过两光电门所用的时间均为t，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）    A．到达光电门2之前滑块先加速后减速 B．到达光电门2之前滑块所受的摩擦力先增大后不变 C．滑块所带的电荷量为 D．滑块所带的电荷量为 6．（22-23高二·重庆四区·下学期学业质量调研抽测）如图所示，一辆汽车以速度v向右匀速运动，汽车顶部固定了一开口向上的轻质光滑绝缘管道，整个空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。管道内有一个带正电小球，开始位于管道M端且相对管道速度为0，一段时间后，小球运动到管道N端，小球质量为m，电量为q，管道高度为l，小球直径略小于管道内径。若不计小球重力，则小球从M端到N端的过程中（　　）    A．小球运动的时间 B．小球运动的时间 C．管道对小球作用力的平均功率 D．管道对小球作用力的平均功率 带电粒子在有界磁场中的运动 1．（23-24高二下·甘肃临夏州·期末）如图所示，在水平线OP的正上方存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从磁场边界上O点同时向纸面内不同方向发射速率均为v、质量均为m、电荷量均为的两个带电粒子，两粒子均从边界上P点离开磁场，且OP的长度为，不计粒子的重力及相互作用力。以下说法正确的是（    ） A．两粒子在磁场中运动的加速度大小不同 B．两粒子射入磁场时速度方向与边界所成锐角均为60° C．两粒子在磁场运动过程中动量改变量大小均为 D．两粒子在磁场中运动的时间相差 2．（23-24高二·湖南长沙雅礼七校·期末）一种圆柱形粒子探测装置的横截面如图所示。内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器，AB和PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后从磁场边界C点离开，最后打在探测器上的N点（直线距离PN大于PQ），PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，粒子2在磁场中运动的时间为t。装置内部为真空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（    ） A．粒子1带负电 B．若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间增加 C．若两粒子的入射速率相等，则粒子1的比荷小于粒子2的比荷 D．改变粒子2入射方向，速率变为原来的，则粒子2在磁场中运动的最长时间为t 3．（23-24高二·贵州黔西南·期末）如图所示，水平面的区域内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为，边界的夹角为30°，距顶点为的点有一粒子源，粒子在水平面内垂直边向磁场内发射速度大小不同的带负电的粒子，粒子质量为、电荷量大小为，下列说法正确的是（　　） A．从边界射出的粒子速度方向都相同 B．粒子离开磁场时到点的最短距离为 C．垂直边界射出的粒子的速度大小为 D．垂直边界射出的粒子在磁场中运动的时间为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$