山东省泰安市泰山国际学校2025-2026学年高二上学期物理周测1（第一章 安培力与洛伦兹力）

高二上学期物理周测卷1（选修二第一章安培力与洛伦兹力) 学校： 姓名：一 班级： 考号： 一、单选题 1.如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是 () ××× ●●●●● B B XX ●1V●●●● A.十qo B.×XA× ●●● ×××× B D 2.一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图所示.导线中的电流方向由左向 右，当导线以其中点O为轴转过90°的过程中，导线受到的磁场力的大小将() B A.不变 B.由零增至最大 C.由最大减为零 D.始终不受磁场力 3.下列说法正确的是() A.根据E=”,电场中某点的电场强度B与下成正比，与9成反比 B.根据B= ,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 IL C.电荷在电场中一定受到电场力 D.电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 第1页共8页 4.下列各图中，金属导体棒b所受安培力F方向正确的是 B b XX A. B ××× XB XXX ××I×× C.a b ● XXFX X ×××× ●● 5.下列说法正确的是() A.某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零 B.通电导线所受安培力为零，则该处磁感应强度一定为零 C.闭合电路中外电阻增大，则电源的输出功率一定增大 D.电荷在某点受到的电场力为零，则该点场强一定为零 6.如图所示，平行板两极板与电源相连，极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，一个带正电 的电量为9的粒子（不计重力），以速度v从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒 子向上偏转，若想使粒子以速度沿原方向匀速穿过电磁场，可采用的办法是() ×文×× A.增大平行板间的距离 B.减小磁感应强度 C.减小平行板间正对面积 D.减小电源电压 7.如图所示，己知甲图中没有电场和磁场，乙图中有竖直向上的匀强电场，丙图中有竖直 向下的匀强电场，丁图中有垂直纸面向里的匀强磁场。四幅图中的斜面相同且绝缘，相同的 带负电塑料小球从斜面上的同一点O以相同初速度。同时沿水平方向抛出，分别落在甲、 乙、丙、丁图中斜面上A、B、C、D点（图中未画出）。若小球受到的电场力、洛伦兹力始 终小于重力，不计空气阻力。则下列说法正确的是() 第2页共8页 E0 nn7777 7t77水7m水77N 图甲 图乙 E10 ××B××××0 ××X××x男 ×××××为 1N7777水7水77N 图丙 图丁 A.O、B之间距离等于O、C之间距离 B.小球从抛出到落在斜面上用时相等 C.小球落到A点的速度小于落到C点的速度 D.小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒 8.利用霍尔元件可以进行微小位移的测量，如图甲所示，在两块磁感应强度相同、、极相 对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件.该霍尔元件长为α，宽为b,厚为c,建立如图乙所示 的空间坐标系，保持沿+x方向通过霍尔元件的电流I不变，霍尔元件沿士z方向移动时，由 于不同位置处磁感应强度B不同，在M、N表面间产生的霍尔电压U不同，当霍尔元件处 于中间位置时，磁感应强度B为0，U@w为0，将该点作为位移的零点，在小范围内，磁感 应强度B的大小与位移z的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪 表，下列说法中正确的是() 甲 A.该仪表的刻度线是不均匀的 B.该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 C.某时刻测得霍尔电压为U,则霍尔电场的场强大小为 D.若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当△z<0时，M表面电势低于N表面的电势 第3页共8页 二、多选题 9.如图所示，通电金属细杆放在与水平面成0角的光滑斜面上，整个装置分别处在如图所示 的匀强磁场中，调节电流强度I的大小，能使金属细杆在图示位置受力平衡的是() X×B×X B. ×X⊙以x 8××X ××××× I⊙ B D er B 18 10.一个电荷量为q,质量为，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场 中，则对它所受的洛伦兹力，下列说法正确的是() A.它所受的洛伦兹力大小一定为B B.它所受的洛伦兹力大小有可能不是B C.它所受的洛伦兹力的方向一定和ⅴ垂直 D.它所受的洛伦兹力的方向有时与v垂直，有时与v平行 11.如图所示，半径为R的圆形空间内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B, 一质量为、电荷量为9的带正电粒子从左侧边界的P点沿半径方向垂直射入磁场，粒子离 开磁场时到P点的距离为圆形磁场半径的√5倍，不计粒子重力。则粒子射入磁场时的速度 大小和粒子在磁场中的运动时间分别为() X A.=3qBR C.t=πm D.t=π 之 B.v=qBR 3 3gB 6gB 第4页共8页 12.如图所示为电磁流量仪简化模型。在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，垂直于磁场 方向放一个内径为D的不导磁管道，在管道截面上垂直于磁场方向的直径两端安装一对电 极α、b,当导电液体在管道中以流速v流动时，通过测量仪表放大、转换实现流量（单位时 间流过导管横截面液体的体积)的测量。下列说法正确的是() 管道 磁极 N 放大电路 测量仪表 A.a端的电势高于b端的电势 B.稳定时信号电极采集到的电压与流速？大小成正比 C.相同流速时，导电液内正、负离子浓度越大，α、b间的电势差越大 D.若a、b两端电势差绝对值为U,则导电液体的流量为Q=D心 4B 三、实验题 13.如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形 磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运 动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。现用器材：电池组(E=6V、r=12)、开关、滑动变 阻器(202、2A)、金属棒(R=12)、导线若干（电阻忽略）、蹄形磁铁、导轨（电阻忽略） 等。 (1)为了保护电路，开始连接器材时，开关应断开，滑动变阻器应滑至 (选填：“最 左端”、“中端”、“最右端)后，再闭合开关，观察到金属棒水平向 运动（填“左” 或右”)： (2)若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是 A.仅改变电流的大小 第5页共8页 B.仅改变磁场的方向 C.电流的方向和磁场的方向同时改变 D.调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻 (3)若滑动变阻器处在中点，为了使金属棒在离开导轨时可能具有更大的速度，下列措施可 行的是 A.减小金属水平导轨的长度 B.增加金属棒的长度 C.向右移动滑动变阻器的滑片 D.增加金属水平导轨的长度 (4)若滑动变阻器滑片放在中间的位置，则通过金属棒的电流大小为 A。(结果保 留两位有效数字) 14.为了“探究安培力与电流大小、导线长度的关系”，某小组同学利用了如图a所示的装置， 将磁铁组置于电子天平称上，通电导线静置于磁场中，电流方向与匀强磁场方向垂直，则载 流导线受到向上（或向下)安培力作用.根据牛顿第三定律，磁铁会受到等大反向的反作用 力，电子称的示数会发生变化，求得其变化值△就能计算出安培力的大小.具体操作如下： 通电导线 磁铁组 磁铁组 电子秤 图a (1)保持导线长度一定时，探究安培力和电流大小的关系 ①改变电流的大小，把1、2、I..: ②在电子天平秤上读出对应的读数、2、3.. (2)保持电流大小一定时，探究安培力与导线长度的关系 ①改变通电导线在磁场中导线的长度L、L2、L3、L4: ②在电子天平秤上读出对应的读数u、2、、4 (3)切断电源，整理实验器材； (4)利用Excel来处理实验数据和绘制F一I、F一L的图像分别为图b、图c. 该小组同学在探究中应用的科学方法是 (选填：“累积法”、等效替代法”、 第6页共8页 “控制变量法”或“演绎法)。 实验表明：导线长度一定时，安培力与电流大小成 关系；导线中电流大小一定时， 安培力与导线长度成 关系；（选填：“正比”或“反比”)。 图b 图c 四、解答题 15.如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1m的平行导 轨上放一质量为=0.3kg的金属棒ab,通以从b→a、I=3A的电流，磁场方向竖直向上， 这时金属棒恰好静止，g=10/s2,求匀强磁场磁感应强度的大小。 60° 16.平行轨道上有一辆平板小车，车上有一个通电线框，如图所示，图中虚线框1、2、3、 4、5等内部是磁场区域，磁场方向垂直纸面向里或向外，要使小车在图示位置时受到向右 的安培力，虚线框1、2部分的磁场方向如何？平板小车经过磁场区域2、3位置时，如果仍 要使小车受到向右的推力，此时虚线框2、3部分的磁场方向应如何？怎样改变磁场方向才 能使小车始终受到向右的推力？实际生活中哪种交通工具的驱动原理与此相仿？ 第7页共8页 17.如图所示，金属棒MN质量=0.01kg、长度L=0.2m、两端由等长的轻质细线水平悬 挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以沿棒方向、大小为I=1A的恒定电流电流， 平衡时两悬线向右偏离竖直方向的夹角均为6=45°。（g=10s2) (1)判断MN中电流的方向（填M到N或N到'），并求金属棒受安培力的大小： (2)求匀强磁场的磁感应强度B: (3)如果由静止开始通入大小为1A的恒定电流，摆线长为0.2m,求导体棒在运动过程中 的最大动能。 B 18.如图所示，电源电动势E。=15P,内阻。=12，电阻R=302，,R2=602.间距d=0.2m 的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场.闭 合开关S,板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v=0.1/s沿两板间中线 水平射入板间.设滑动变阻器接入电路的阻值为R,，忽略空气对小球的作用，取 8=10m小s2,求： (1)当R=292时，电阻R2消耗的电功率是多大？ (2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60°，则R,是 多少？ XX S ● 第8页共8页 高二上学期物理周测卷1 （选修二 第一章 安培力与洛伦兹力 ） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（　C　） A． B． C．D． 【知识点】洛伦兹力的方向 【详解】A．磁场的方向是向外的，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向下的，故A错误； B．磁场的方向是向里的，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向右的，故B错误； C．磁场的方向水平向右，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向外的，故C正确； D．磁场的方向是向上的，负电荷向上运动，电荷运动方向和磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故D错误。故选C。 2．一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图所示．导线中的电流方向由左向右，当导线以其中点O为轴转过90°的过程中，导线受到的磁场力的大小将（　B　） A．不变 B．由零增至最大 C．由最大减为零 D．始终不受磁场力 【答案】B 【知识点】安培力的计算式及初步应用 【详解】设电流与磁场的夹角为θ，导体棒受的安培力为F=BILsinθ，其中θ从0增大到90°，sinθ由0增加到1，故可知安培力由零增至最大。 故选B。 3．下列说法正确的是（　C　） A．根据，电场中某点的电场强度与成正比，与成反比 B．根据，磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比 C．电荷在电场中一定受到电场力 D．电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 【知识点】磁感应强度的定义（式）、洛伦兹力的公式及初步应用、电场强度的定义和单位 【详解】A．电场强度的定义式属于比值定义，电场强度与试探电荷没有本质上的决定关系，不能够认为电场中某点的电场强度与成正比，与成反比，故A错误； B．磁感应强度的定义式属于比值定义，磁感应强度与电流元没有本质上的决定关系，不能够认为磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比，故B错误； C．根据电场强度的定义式有 解得 可知，电荷在电场中一定受到电场力，故C正确； D．当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷所受洛伦兹力为0，故D错误。故选C。 4．下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【分析】左手定则：伸开左手，让拇指和其余四指垂直，并且都在一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 【详解】A、根据左手定则，导体棒ab所受安培力方向垂直于导体棒斜向上，A正确； B、ab棒放置和磁场方向平行，不受安培力，B错误； C、根据左手定则，ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向下，C错误； D、根据左手定则，ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向左，D错误；故选A． 【点睛】本题重点考查学生利用左手定则判断安培力方向的能力． 5．下列说法正确的是（   D ） A．某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零 B．通电导线所受安培力为零，则该处磁感应强度一定为零 C．闭合电路中外电阻增大，则电源的输出功率一定增大 D．电荷在某点受到的电场力为零，则该点场强一定为零 【知识点】安培力的计算式及初步应用、电场强度的定义和单位、电势的概念、定义式、单位和物理意义、电源的最大输出功率及其条件 【详解】A．某点的电势为零，则该点的电场强度不一定为零，例如等量异种电荷两电荷连线的垂直平分线上的点，电势为零，但是场强不为零，A错误； B．如果通电导线与磁场方向平行，则通电导线所受安培力为零，但该处磁感应强度不为零，B错误； C．闭合电路中当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，故当外电阻增大时，电源的输出功率不一定增大，C错误； D．电荷在某点受到的电场力为零，则该点场强一定为零，D正确。故选D。 6．如图所示，平行板两极板与电源相连，极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，一个带正电的电量为的粒子（不计重力），以速度从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒子向上偏转，若想使粒子以速度沿原方向匀速穿过电磁场，可采用的办法是（  B  ） A．增大平行板间的距离 B．减小磁感应强度 C．减小平行板间正对面积 D．减小电源电压 【答案】B 【知识点】速度选择器 【详解】带正电的粒子以速度从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒子向上偏转，可知向上的洛伦兹力大于向下的电场力；若想使粒子以速度沿原方向匀速穿过电磁场，要增加电场力或者减小洛伦兹力； A．增大平行板间的距离，根据可知，减小电场力，选项A错误； B．减小磁感应强度，根据f=qvB，可知减小洛伦兹力，选项B正确； C．减小平行板间正对面积，根据可知，电场力不变，选项C错误； D．减小电源电压，根据可知，减小电场力，选项D错误。 故选B。 7．如图所示，已知甲图中没有电场和磁场，乙图中有竖直向上的匀强电场，丙图中有竖直向下的匀强电场，丁图中有垂直纸面向里的匀强磁场。四幅图中的斜面相同且绝缘，相同的带负电塑料小球从斜面上的同一点O以相同初速度同时沿水平方向抛出，分别落在甲、乙、丙、丁图中斜面上A、B、C、D点（图中未画出）。若小球受到的电场力、洛伦兹力始终小于重力，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　D　） A．O、B之间距离等于O、C之间距离 B．小球从抛出到落在斜面上用时相等 C．小球落到A点的速度小于落到C点的速度 D．小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒 【知识点】带电物体（计重力）在匀强电场中的一般运动、洛伦兹力的方向 【详解】ABC．甲图小球不受电场力加速度为g，带电小球在乙图中受到竖直向下的电场力与重力，加速度大于g，而在丙图中受到竖直向上的电场力与重力，加速度小于g，根据类平抛运动规律，他们落在斜面上时均有 解得 可知，当加速度越大时，所用时间越短，所以小球从抛出到落在斜面上用时不相等； 因此沿斜面运动的距离 可见加速度大，在斜面上运动的距离短，所以有 所以O、B之间距离小于O、C之间距离； 竖直方向的速度 可知A、C水平速度相同，竖直速度也相同，所以小球落到A点的速度等于落到C点的速度。 D．图甲小球只受重力，图丁中小球受重力和洛伦兹力，但洛伦兹力不做功，所以图甲和图丁中只有重力做功，小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒，故D正确。 故选D。 8．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量，如图甲所示，在两块磁感应强度相同、N极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件．该霍尔元件长为，宽为，厚为，建立如图乙所示的空间坐标系，保持沿方向通过霍尔元件的电流不变，霍尔元件沿方向移动时，由于不同位置处磁感应强度不同，在表面间产生的霍尔电压不同，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度为0，为0，将该点作为位移的零点，在小范围内，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表，下列说法中正确的是（　C　） A．该仪表的刻度线是不均匀的 B．该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 C．某时刻测得霍尔电压为，则霍尔电场的场强大小为 D．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，表面电势低于表面的电势 【知识点】霍尔元件的应用 【详解】A．根据平衡条件可得 所以 由此可知，与成正比，即该仪表的刻度线是均匀的，故A错误； B．若上表面电势高，则空穴在上表面聚集，根据左手定则可知，磁感应强度方向沿轴负方向，说明霍尔元件靠近右侧的磁铁，位移方向向右，反之位移方向向左，所以该仪表可以确定位移的方向，故B错误； C．根据电场强度与电压的关系可得，霍尔电场的电场强度大小为 故C正确； D．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，磁场方向向右，根据左手定则可知，电子偏向下表面，下表面电势低，即表面电势高于表面的电势，故D错误。 故选C。 二、多选题 9．如图所示，通电金属细杆放在与水平面成θ角的光滑斜面上，整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，调节电流强度I的大小，能使金属细杆在图示位置受力平衡的是（ AC ） A．B． C．D． 【知识点】斜轨道上的导体棒受力分析 【详解】A．由左手定则可得，安培力水平向右，通电金属细杆受重力、垂直斜面向上的支持力和水平向右的安培力，由共点力平衡可知，通电金属细杆受力可以平衡，故A正确； B．由左手定则可得，通电金属细杆不受安培力，仅受重力、垂直斜面向上的支持力，由共点力平衡可知，通电金属细杆受力不可以平衡，故B错误； C．由左手定则可得，安培力竖直向上，由共点力平衡可知，通电金属细杆受力可以平衡，故C正确； D．由左手定则可得，安培力垂直斜面向上，由共点力平衡可知，通电金属细杆受力不可以平衡，故D错误。故选AC。 10．一个电荷量为q，质量为m，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则对它所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A．它所受的洛伦兹力大小一定为qvB B．它所受的洛伦兹力大小有可能不是qvB C．它所受的洛伦兹力的方向一定和v垂直 D．它所受的洛伦兹力的方向有时与v垂直，有时与v平行 【答案】AC 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】AB．带电粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力 F＝qvBsinθ 当运动的方向与磁场的方向垂直时，它所受的洛伦兹力大小一定为qvB，故A正确，B错误； CD．根据左手定则可知，洛伦兹力方向总是垂直磁场与运动的方向所构成的平面，故C正确，D错误； 故选AC。 11．如图所示，半径为的圆形空间内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，一质量为、电荷量为的带正电粒子从左侧边界的点沿半径方向垂直射入磁场，粒子离开磁场时到P点的距离为圆形磁场半径的倍，不计粒子重力。则粒子射入磁场时的速度大小和粒子在磁场中的运动时间分别为（　AC　） A． B． C． D． 【知识点】带电粒子在圆（弧）形边界磁场中运动 【详解】根据题意，画出粒子的运动轨迹，如上右图所示： 由几何关系可得 解得 则有 设带正电粒子在磁场做圆周运动的半径为，则有 解得 由牛顿第二定律有 解得 带正电粒子在磁场做圆周运动的周期为 则运动时间为 故选AC。 12．如图所示为电磁流量仪简化模型。在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，在管道截面上垂直于磁场方向的直径两端安装一对电极a、b，当导电液体在管道中以流速流动时，通过测量仪表放大、转换实现流量（单位时间流过导管横截面液体的体积）的测量。下列说法正确的是（　BD　） A．a端的电势高于b端的电势 B．稳定时信号电极采集到的电压与流速大小成正比 C．相同流速时，导电液内正、负离子浓度越大，a、b间的电势差越大 D．若a、b两端电势差绝对值为U，则导电液体的流量为 【知识点】电磁流量计的相关计算 【详解】A．根据左手定则可知测量电压的仪表a端的电势低于b端的电势。故A错误； BC．当导电液体在管道中以流速v流动时，正负离子在磁场的作用下偏转，电极两端形成了电势差，当带电粒子受力平衡时，即 整理，可得 U=BvD 电势差恒定，保持稳定输出，所以信号电极采集到的电势差与流速大小成正比。相同流速时，a、b间的电势差与废液内正、负离子浓度无关。故B正确；C错误； D．若a、b两端电势差绝对值为U，则导电液体的流量为 故D正确。 故选BD。 三、实验题 13．如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。现用器材：电池组（、）、开关、滑动变阻器（、2A）、金属棒、导线若干（电阻忽略）、蹄形磁铁、导轨（电阻忽略）等。 (1)为了保护电路，开始连接器材时，开关应断开，滑动变阻器应滑至 （选填：“最左端”、“中端”、“最右端”）后，再闭合开关，观察到金属棒水平向 运动（填“左”或“右”）； (2)若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是__________： A．仅改变电流的大小 B．仅改变磁场的方向 C．电流的方向和磁场的方向同时改变 D．调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻 (3)若滑动变阻器处在中点，为了使金属棒在离开导轨时可能具有更大的速度，下列措施可行的是__________。 A．减小金属水平导轨的长度 B．增加金属棒的长度 C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．增加金属水平导轨的长度 (4)若滑动变阻器滑片放在中间的位置，则通过金属棒的电流大小为 A。（结果保留两位有效数字）【答案】(1) 最右端 右 (2)B (3)D (4) 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】（1）[1]为了保护电路，闭合开关之前，滑片应位于最大阻值处，即滑动变阻器的滑片应滑至最右端； [2]闭合开关后，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力水平向右，故闭合开关后，导体棒将向右运动； （2）A．改变电流大小只会改变导体棒受到安培力的大小，无法改变导体棒受到安培力的方向，即无法改变导体棒的运动方向，A错误； B．只改变磁场方向，可以改变导体棒所受安培力的方向，因此导体棒的运动方向随之改变，B正确； C．电流的方向和磁场的方向同时改变,则导体棒受到安培力的方向不变，因此导体棒的运动方向不变，C错误； D．调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻，导体棒中的电流随之增大，导体棒受到的安培力增大，但所受安培力的方向不变，导体棒的运动方向不变，D错误。故选B。 （3）设金属棒运动速度为v，根据反电动势的作用及闭合电路欧姆定律有导体棒中的电流 由牛顿第二定律则有 联立解得 由此可知，金属棒做加速度减小的加速运动，直至匀速运动。 AD．若离开轨道时，未达到最大速度，增加金属水平导轨的长度可使加速时间更长，即可获得更大速度，A错误，D正确； B．增加金属棒的长度可知，质量增大，加速度减小，故速度变小，B错误； C．向右移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器电阻增大，加速度减小，故速度变小，C错误。 故选D。 （4）若滑动变阻器滑片放在中间的位置，根据欧姆定律可知，通过金属棒的电流大小为 14．为了“探究安培力与电流大小、导线长度的关系”，某小组同学利用了如图a所示的装置，将磁铁组置于电子天平称上，通电导线静置于磁场中，电流方向与匀强磁场方向垂直，则载流导线受到向上（或向下）安培力作用．根据牛顿第三定律，磁铁会受到等大反向的反作用力，电子称的示数会发生变化，求得其变化值Δm就能计算出安培力的大小．具体操作如下： （1）保持导线长度一定时，探究安培力和电流大小的关系 ①改变电流的大小，把I1、I2、I3……； ②在电子天平秤上读出对应的读数m1、m2、m3……． （2）保持电流大小一定时，探究安培力与导线长度的关系 ①改变通电导线在磁场中导线的长度L1、L2、L3、L4； ②在电子天平秤上读出对应的读数m1、m2、m3、m4 （3）切断电源，整理实验器材； （4）利用Excel来处理实验数据和绘制F－I、F－L的图像分别为图b、图c． 该小组同学在探究中应用的科学方法是 （选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。 实验表明：导线长度一定时，安培力与电流大小成 关系；导线中电流大小一定时，安培力与导线长度成 关系；（选填：“正比”或“反比”）。 【答案】 控制变量法 正比 正比 【知识点】安培力的计算式及初步应用 【详解】（4）[1][2][3]该小组同学在探究中应用的科学方法是控制变量法。实验表明：导线长度一定时，安培力与电流大小成正比关系；导线中电流大小一定时，安培力与导线长度成正比关系。 四、解答题 15．如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1m的平行导轨上放一质量为m=0.3kg的金属棒ab，通以从的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止，g=10m/s2，求匀强磁场磁感应强度的大小。    【答案】1.73T 【知识点】斜轨道上的导体棒受力分析 【详解】金属棒静止，受力情况如上右图所示： 根据平衡条件，则有 解得 16．平行轨道上有一辆平板小车，车上有一个通电线框，如图所示，图中虚线框1、2、3、4、5等内部是磁场区域，磁场方向垂直纸面向里或向外，要使小车在图示位置时受到向右的安培力，虚线框1、2部分的磁场方向如何？平板小车经过磁场区域2、3位置时，如果仍要使小车受到向右的推力，此时虚线框2、3部分的磁场方向应如何？怎样改变磁场方向才能使小车始终受到向右的推力？实际生活中哪种交通工具的驱动原理与此相仿？ 【答案】1部分磁场方向垂直于纸面向里，2部分磁场方向垂直于纸面向外；2部分磁场方向垂直于纸面向里，3部分的磁场方向应垂直于纸面向外；只有保持线框左边部分磁场方向垂直于纸面向里，右边部分磁场方向垂直于纸面向外；磁悬浮列车。 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】线框中电流方向为逆时针方向，要使小车受到向右的安培力，由左手定则可知1部分磁场方向垂直于纸面向里，2部分磁场方向垂直于纸面向外；平板小车经过磁场区域2、3位置时，如果仍要使小车受到向右的推力，由左手定则可知此时虚线框2部分磁场方向垂直于纸面向里，3部分的磁场方向应垂直于纸面向外；只有保持线框左边部分磁场方向垂直于纸面向里，右边部分磁场方向垂直于纸面向外才能使小车始终受到向右的推力；磁悬浮列车的驱动原理与此相仿。 17．如图所示，金属棒MN质量、长度、两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以沿棒方向、大小为的恒定电流电流，平衡时两悬线向右偏离竖直方向的夹角均为。（） （1）判断MN中电流的方向（填“M到N”或“N到M”），并求金属棒受安培力的大小； （2）求匀强磁场的磁感应强度B； （3）如果由静止开始通入大小为的恒定电流，摆线长为，求导体棒在运动过程中的最大动能。 【答案】（1）M到N，；（2）；（3） 【知识点】动能定理的初步应用、安培力的计算式及初步应用、通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】（1）选金属棒MN为研究对象，其受力情况如上右图所示： 根据金属棒受安培力的方向结合左手定则可以判断电流方向为M到N 根据平衡条件得 （2）根据安培力公式可得 可得匀强磁场的磁感应强度为 （3）重力与安培力的合力为 根据动能定理可得 求得 18．如图所示，电源电动势，内阻，电阻，. 间距 d =0.2m 的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度 B＝1T 的匀强磁场．闭合开关 S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度 v＝0.1 m/s 沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为  ，忽略空气对小球的作用， 取 ，求： (1)当时，电阻消耗的电功率是多大？ (2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为 60°，则是多少？ 【答案】(1)0.6W，(2)54Ω. 【知识点】计算混联电路各电阻的电功和电功率、带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动 【详解】本题主要考查电路分析，含容电路分析，及带电粒子在复合场中的运动的综合运用的问题．对考生分析问题和建立正确的物理模型能力的考查． （1）设和的并联电阻为，有：① 两端的电压为：② 消耗的电功率为：③ 当时，联立①②③式，代入数据，解得： ④ （2）设小球质量为m，电荷量为q，小球做匀速圆周运动时，有： ⑤ ⑥ 设小球做圆周运动的半径为r，有： ⑦ 由几何关系有： ⑧ 联立①②⑤⑥⑦⑧式，代人数据，解得： ⑨ 第 2 页 共 17 页 第 1 页 共 17 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二上学期物理周测卷1（ 选修二 第一章 安培力与洛伦兹力） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（　　） A． B． C． D． 2．一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图所示．导线中的电流方向由左向右，当导线以其中点O为轴转过90°的过程中，导线受到的磁场力的大小将（　　） A．不变 B．由零增至最大 C．由最大减为零 D．始终不受磁场力 3．下列说法正确的是（　　） A．根据，电场中某点的电场强度与成正比，与成反比 B．根据，磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比 C．电荷在电场中一定受到电场力 D．电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 4．下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是 A． B． C． D． 5．下列说法正确的是（   ） A．某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零 B．通电导线所受安培力为零，则该处磁感应强度一定为零 C．闭合电路中外电阻增大，则电源的输出功率一定增大 D．电荷在某点受到的电场力为零，则该点场强一定为零 6．如图所示，平行板两极板与电源相连，极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，一个带正电的电量为的粒子（不计重力），以速度从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒子向上偏转，若想使粒子以速度沿原方向匀速穿过电磁场，可采用的办法是（    ） A．增大平行板间的距离 B．减小磁感应强度 C．减小平行板间正对面积 D．减小电源电压 7．如图所示，已知甲图中没有电场和磁场，乙图中有竖直向上的匀强电场，丙图中有竖直向下的匀强电场，丁图中有垂直纸面向里的匀强磁场。四幅图中的斜面相同且绝缘，相同的带负电塑料小球从斜面上的同一点O以相同初速度同时沿水平方向抛出，分别落在甲、乙、丙、丁图中斜面上A、B、C、D点（图中未画出）。若小球受到的电场力、洛伦兹力始终小于重力，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A．O、B之间距离等于O、C之间距离 B．小球从抛出到落在斜面上用时相等 C．小球落到A点的速度小于落到C点的速度 D．小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒 8．利用霍尔元件可以进行微小位移的测量，如图甲所示，在两块磁感应强度相同、N极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件．该霍尔元件长为，宽为，厚为，建立如图乙所示的空间坐标系，保持沿方向通过霍尔元件的电流不变，霍尔元件沿方向移动时，由于不同位置处磁感应强度不同，在表面间产生的霍尔电压不同，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度为0，为0，将该点作为位移的零点，在小范围内，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表，下列说法中正确的是（　　） A．该仪表的刻度线是不均匀的 B．该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 C．某时刻测得霍尔电压为，则霍尔电场的场强大小为 D．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，表面电势低于表面的电势 二、多选题 9．如图所示，通电金属细杆放在与水平面成θ角的光滑斜面上，整个装置分别处在如图所示的匀强磁场中，调节电流强度I的大小，能使金属细杆在图示位置受力平衡的是（ ） A． B． C． D． 10．一个电荷量为q，质量为m，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则对它所受的洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A．它所受的洛伦兹力大小一定为qvB B．它所受的洛伦兹力大小有可能不是qvB C．它所受的洛伦兹力的方向一定和v垂直 D．它所受的洛伦兹力的方向有时与v垂直，有时与v平行 11．如图所示，半径为的圆形空间内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，一质量为、电荷量为的带正电粒子从左侧边界的点沿半径方向垂直射入磁场，粒子离开磁场时到P点的距离为圆形磁场半径的倍，不计粒子重力。则粒子射入磁场时的速度大小和粒子在磁场中的运动时间分别为（　　） A． B． C． D． 12．如图所示为电磁流量仪简化模型。在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，在管道截面上垂直于磁场方向的直径两端安装一对电极a、b，当导电液体在管道中以流速流动时，通过测量仪表放大、转换实现流量（单位时间流过导管横截面液体的体积）的测量。下列说法正确的是（　　） A．a端的电势高于b端的电势 B．稳定时信号电极采集到的电压与流速大小成正比 C．相同流速时，导电液内正、负离子浓度越大，a、b间的电势差越大 D．若a、b两端电势差绝对值为U，则导电液体的流量为 三、实验题 13．如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。现用器材：电池组（、）、开关、滑动变阻器（、2A）、金属棒、导线若干（电阻忽略）、蹄形磁铁、导轨（电阻忽略）等。 (1)为了保护电路，开始连接器材时，开关应断开，滑动变阻器应滑至 （选填：“最左端”、“中端”、“最右端”）后，再闭合开关，观察到金属棒水平向 运动（填“左”或“右”）； (2)若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是__________： A．仅改变电流的大小 B．仅改变磁场的方向 C．电流的方向和磁场的方向同时改变 D．调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻 (3)若滑动变阻器处在中点，为了使金属棒在离开导轨时可能具有更大的速度，下列措施可行的是__________。 A．减小金属水平导轨的长度 B．增加金属棒的长度 C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．增加金属水平导轨的长度 (4)若滑动变阻器滑片放在中间的位置，则通过金属棒的电流大小为 A。（结果保留两位有效数字） 14．为了“探究安培力与电流大小、导线长度的关系”，某小组同学利用了如图a所示的装置，将磁铁组置于电子天平称上，通电导线静置于磁场中，电流方向与匀强磁场方向垂直，则载流导线受到向上（或向下）安培力作用．根据牛顿第三定律，磁铁会受到等大反向的反作用力，电子称的示数会发生变化，求得其变化值Δm就能计算出安培力的大小．具体操作如下： （1）保持导线长度一定时，探究安培力和电流大小的关系 ①改变电流的大小，把I1、I2、I3……； ②在电子天平秤上读出对应的读数m1、m2、m3……． （2）保持电流大小一定时，探究安培力与导线长度的关系 ①改变通电导线在磁场中导线的长度L1、L2、L3、L4； ②在电子天平秤上读出对应的读数m1、m2、m3、m4 （3）切断电源，整理实验器材； （4）利用Excel来处理实验数据和绘制F－I、F－L的图像分别为图b、图c． 该小组同学在探究中应用的科学方法是 （选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。 实验表明：导线长度一定时，安培力与电流大小成 关系；导线中电流大小一定时，安培力与导线长度成 关系；（选填：“正比”或“反比”）。 四、解答题 15．如图所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1m的平行导轨上放一质量为m=0.3kg的金属棒ab，通以从的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止，g=10m/s2，求匀强磁场磁感应强度的大小。    16．平行轨道上有一辆平板小车，车上有一个通电线框，如图所示，图中虚线框1、2、3、4、5等内部是磁场区域，磁场方向垂直纸面向里或向外，要使小车在图示位置时受到向右的安培力，虚线框1、2部分的磁场方向如何？平板小车经过磁场区域2、3位置时，如果仍要使小车受到向右的推力，此时虚线框2、3部分的磁场方向应如何？怎样改变磁场方向才能使小车始终受到向右的推力？实际生活中哪种交通工具的驱动原理与此相仿？ 17．如图所示，金属棒MN质量、长度、两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以沿棒方向、大小为的恒定电流电流，平衡时两悬线向右偏离竖直方向的夹角均为。（） （1）判断MN中电流的方向（填“M到N”或“N到M”），并求金属棒受安培力的大小； （2）求匀强磁场的磁感应强度B； （3）如果由静止开始通入大小为的恒定电流，摆线长为，求导体棒在运动过程中的最大动能。 18．如图所示，电源电动势，内阻，电阻，. 间距 d =0.2m 的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度 B＝1T 的匀强磁场．闭合开关 S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度 v＝0.1 m/s 沿两板间中线水平射入板间．设滑动变阻器接入电路的阻值为  ，忽略空气对小球的作用， 取 ，求： (1)当时，电阻消耗的电功率是多大？ (2)若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为 60°，则是多少？ 第 2 页 共 8 页 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $高二上学期物理周测卷1（选修二第一章安培力与洛伦兹力) 学校： 姓名： 班级： 考号： 一、单选题 1.如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是 (C) B B ●1V●●●● A.十qo B.X XX 。。。●。 1 ●●●●● 【知识点】洛伦兹力的方向 【详解】A.磁场的方向是向外的，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向下的， 故A错误； B.磁场的方向是向里的，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是 向右的，故B错误； C.磁场的方向水平向右，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是 向外的，故C正确； D.磁场的方向是向上的，负电荷向上运动，电荷运动方向和磁场方向平行，粒子不受洛伦 兹力，故D错误。故选C。 2.一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图所示.导线中的电流方向由左向 右，当导线以其中点O为轴转过90的过程中，导线受到的磁场力的大小将(B) A.不变 B.由零增至最大 B C.由最大减为零 D.始终不受磁场力 【答案】B 【知识点】安培力的计算式及初步应用 【详解】设电流与磁场的夹角为0，导体棒受的安培力为F=BILsin0,其中0从0增大到90°， sin0由0增加到1，故可知安培力由零增至最大。 故选B。 第1页共14页 3.下列说法正确的是(C) A.根据E= 电场中某点的电场强度E与F成正比，与q成反比 ④ F B.根据B= ,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 C.电荷在电场中一定受到电场力 D.电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 【知识点】磁感应强度的定义（式）、洛伦兹力的公式及初步应用、电场强度的定义和单位 【详解】A.电场强度的定义式B=上属于比值定义，电场强度与试探电荷设有本质上的决 9 定关系，不能够认为电场中某点的电场强度E与F成正比，与q成反比，故A错误： B.磁感应强度的定义式B=F属于比值定义，磁感应强度与电流元没有本质上的决定关系， I 不能够认为磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与L成反比，故B错误： C.根据电场强度的定义式有B= 解得F=qE 9 可知，电荷在电场中一定受到电场力，故C正确： D.当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷所受洛伦兹力为0，故D错误。故选C。 4.下列各图中，金属导体棒b所受安培力F方向正确的是 B ×BX×X B b B A B C. ×××× 【答案】A 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【分析】左手定则：伸开左手，让拇指和其余四指垂直，并且都在一个平面内，让磁感线从 掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力 的方向. 【详解】A、根据左手定则，导体棒b所受安培力方向垂直于导体棒斜向上，A正确： B、b棒放置和磁场方向平行，不受安培力，B错误： C、根据左手定则，b棒所受安培力方向垂直于导体棒向下，C错误； D、根据左手定则，b棒所受安培力方向垂直于导体棒向左，D错误；故选A. 【点睛】本题重点考查学生利用左手定则判断安培力方向的能力 第2页共14页 5.下列说法正确的是(D) A.某点的电势为零，则该点的电场强度一定为零 B.通电导线所受安培力为零，则该处磁感应强度一定为零 C.闭合电路中外电阻增大，则电源的输出功率一定增大 D.电荷在某点受到的电场力为零，则该点场强一定为零 【知识点】安培力的计算式及初步应用、电场强度的定义和单位、电势的概念、定义式、单 位和物理意义、电源的最大输出功率及其条件 【详解】A.某点的电势为零，则该点的电场强度不一定为零，例如等量异种电荷两电荷连 线的垂直平分线上的点，电势为零，但是场强不为零，A错误； B.如果通电导线与磁场方向平行，则通电导线所受安培力为零，但该处磁感应强度不为零， B错误； C.闭合电路中当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，故当外电阻增大时，电源 的输出功率不一定增大，C错误； D.电荷在某点受到的电场力为零，则该点场强一定为零，D正确。故选D。 6.如图所示，平行板两极板与电源相连，极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，一个带正电 的电量为9的粒子（不计重力），以速度v从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒 子向上偏转，若想使粒子以速度v沿原方向匀速穿过电磁场，可采用的办法是(B) A.增大平行板间的距离 B.减小磁感应强度 C.减小平行板间正对面积 D.减小电源电压 v×× 【答案】B 【知识点】速度选择器 【详解】带正电的粒子以速度v从两板中间垂直于电场方向射入，穿出后发现粒子向上偏转， 可知向上的洛伦兹力大于向下的电场力：若想使粒子以速度ⅴ沿原方向匀速穿过电磁场，要 增加电场力或者减小洛伦兹力； 人塔大平行板同的距离，根据F-名可知，减小电场力，连项A信误： B.减小磁感应强度，根据B,可知减小洛伦兹力，选项B正确： C诚小平行板间正对面积，根据下-名9可知，电场力不变，选项C错误！ D.减小电源电压，根据P9可知，减小电场力，选项D错误。 故选B。 第3页共14页 7.如图所示，己知甲图中没有电场和磁场，乙图中有竖直向上的匀强电场，丙图中有竖直 向下的匀强电场，丁图中有垂直纸面向里的匀强磁场。四幅图中的斜面相同且绝缘，相同的 带负电塑料小球从斜面上的同一点O以相同初速度。同时沿水平方向抛出，分别落在甲、 乙、丙、丁图中斜面上A、B、C、D点（图中未画出）。若小球受到的电场力、洛伦兹力始 终小于重力，不计空气阻力。则下列说法正确的是(D) 0 0 7n777m777 77771水77777水7777水7777Y 图甲 图乙 E ××B××××0 ×××××x另 ×××××× ×X0×XXX iinin 图丙 图丁 A.O、B之间距离等于O、C之间距离 B.小球从抛出到落在斜面上用时相等 C.小球落到A点的速度小于落到C点的速度 D.小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒 【知识点】带电物体（计重力)在匀强电场中的一般运动、洛伦兹力的方向 【详解】ABC.甲图小球不受电场力加速度为g,带电小球在乙图中受到竖直向下的电场力 与重力，加速度大于8，而在丙图中受到竖直向上的电场力与重力，加速度小于g,根据类 平抛运动规律，他们落在斜面上时均有tam0=业_2 t 解得t=2,tan6 a 可知，当加速度越大时，所用时间越短，所以小球从抛出到落在斜面上用时不相等： 因此沿斜面运动的距离1=x=W=2tan日 cose cose acose 可见加速度大，在斜面上运动的距离短，所以有lc>lo4>lo 所以O、B之间距离小于O、C之间距离：竖直方向的速度y,=t=2,tan6 可知A、C水平速度相同，竖直速度也相同，所以小球落到A点的速度等于落到C点的速度。 D.图甲小球只受重力，图丁中小球受重力和洛伦兹力，但洛伦兹力不做功，所以图甲和图 丁中只有重力做功，小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒，故D正确。故选D。 第4页共14页 8.利用霍尔元件可以进行微小位移的测量，如图甲所示，在两块磁感应强度相同、N极相 对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件.该霍尔元件长为，宽为b,厚为c,建立如图乙所示 的空间坐标系，保持沿+x方向通过霍尔元件的电流I不变，霍尔元件沿±z方向移动时，由 于不同位置处磁感应强度B不同，在M、N表面间产生的霍尔电压U不同，当霍尔元件处 于中间位置时，磁感应强度B为0，Uw为0，将该点作为位移的零点，在小范围内，磁感 应强度B的大小与位移z的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪 表，下列说法中正确的是(C) 甲 A.该仪表的刻度线是不均匀的 B.该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 c.某时刻测得霍尔电压为U,则霍尔电场的场强大小为 U D.若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当△z<0时，M表面电势低于N表面的电势 【知识点】霍尔元件的应用 【详解】A.根据平衡条件可得g是=g8B=E所以Uo,=Bb=hbc 由此可知，U@w与z成正比，即该仪表的刻度线是均匀的，故A错误： B.若上表面电势高，则空穴在上表面聚集，根据左手定则可知，磁感应强度方向沿z轴负 方向，说明霍尔元件靠近右侧的磁铁，位移方向向右，反之位移方向向左，所以该仪表可以 确定位移的方向，故B错误： G根据电场强度与电压的关系可得，在尔电场的电场强度大小为A炉名 故C正确； D.若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当△z<0时，磁场方向向右，根据左手定则可知， 电子偏向下表面，下表面电势低，即M表面电势高于N表面的电势，故D错误。 故选C。 第5页共14页 二、多选题 9.如图所示，通电金属细杆放在与水平面成0角的光滑斜面上，整个装置分别处在如图所示 的匀强磁场中，调节电流强度I的大小，能使金属细杆在图示位置受力平衡的是(AC) B B C D B ×X×XX 10 【知识点】斜轨道上的导体棒受力分析 【详解】A.由左手定则可得，安培力水平向右，通电金属细杆受重力、垂直斜面向上的支 持力和水平向右的安培力，由共点力平衡可知，通电金属细杆受力可以平衡，故A正确： B.由左手定则可得，通电金属细杆不受安培力，仅受重力、垂直斜面向上的支持力，由共 点力平衡可知，通电金属细杆受力不可以平衡，故B错误： C.由左手定则可得，安培力竖直向上，由共点力平衡可知，通电金属细杆受力可以平衡， 故C正确： D.由左手定则可得，安培力垂直斜面向上，由共点力平衡可知，通电金属细杆受力不可以 平衡，故D错误。故选AC。 10.一个电荷量为4，质量为，速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场 中，则对它所受的洛伦兹力，下列说法正确的是() A.它所受的洛伦兹力大小一定为qB B.它所受的洛伦兹力大小有可能不是B C.它所受的洛伦兹力的方向一定和v垂直 D.它所受的洛伦兹力的方向有时与v垂直，有时与v平行 【答案】AC 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】AB.带电粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力 F=qv Bsine 当运动的方向与磁场的方向垂直时，它所受的洛伦兹力大小一定为B,故A正确，B错误： CD.根据左手定则可知，洛伦兹力方向总是垂直磁场与运动的方向所构成的平面，故C正 确，D错误； 故选AC。 第6页共14页 11.如图所示，半径为R的圆形空间内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B, 一质量为、电荷量为9的带正电粒子从左侧边界的P点沿半径方向垂直射入磁场，粒子离 开磁场时到P点的距离为圆形磁场半径的√倍，不计粒子重力。则粒子射入磁场时的速度 大小和粒子在磁场中的运动时间分别为(AC) O XX A.v=qBR B.v=qBR C.t=πm D.t= πIL 37 3gB 6gB 【知识点】带电粒子在圆（弧）形边界磁场中运动 【详解】根据题意，画出粒子的运动轨迹，如上右图所示： PO 由几何关系可得 sim∠PO0,=2 V3 解得∠P00=60° 则有∠P00=30 02 设带正电粒子在磁场做圆周运动的半径为？，则有 tan30°=R 解得r=√R 1y2 由牛顿第二定律有qB= 解得v=3RgB L 带正电粒子在磁场做圆周运动的周期为T=2=2 1 gB 60° 则运动时间为t= 360° T=m 3gB 故选AC。 12.如图所示为电磁流量仪简化模型。在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，垂直于磁场 方向放一个内径为D的不导磁管道，在管道截面上垂直于磁场方向的直径两端安装一对电 极、b,当导电液体在管道中以流速v流动时，通过测量仪表放大、转换实现流量（单位时 间流过导管横截面液体的体积)的测量。下列说法正确的是(BD) 管道 磁极 放大电路 测量仪表 第7页共14页 A.a端的电势高于b端的电势 B.稳定时信号电极采集到的电压与流速v大小成正比 C.相同流速时，导电液内正、负离子浓度越大，α、b间的电势差越大 D.若，、b两端电势差绝对值为，则导电液体的流量为Q=D0 4B 【知识点】电磁流量计的相关计算 【详解】A.根据左手定则可知测量电压的仪表α端的电势低于b端的电势。故A错误； BC.当导电液体在管道中以流速ⅴ流动时，正负离子在磁场的作用下偏转，电极两端形成 U 了电势差，当带电粒子受力平衡时，即g)gB整理，可得UBD 电势差恒定，保持稳定输出，所以信号电极采集到的电势差与流速大小成正比。相同流速时， a、b间的电势差与废液内正、负离子浓度无关。故B正确；C错误： D.若a、b两端电势差绝对值为U,则导电液体的流量为Q=S=xD×口=云DU 4 BD 4B 故D正确。故选BD。 三、实验题 13.如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形 磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运 动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。现用器材：电池组（E=6V、r=2)、开关、滑动变 阻器(202、2A)、金属棒(R=12)、导线若干（电阻忽略）、蹄形磁铁、导轨（电阻忽略） 等。 (1)为了保护电路，开始连接器材时，开关应断开，滑动变阻器应滑至 (选填：“最 左端”、“中端”、“最右端)后，再闭合开关，观察到金属棒水平向 运动（填“左， 或右”)： (2)若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是 A.仅改变电流的大小 B.仅改变磁场的方向 第8页共14页 C.电流的方向和磁场的方向同时改变 D.调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻 (3)若滑动变阻器处在中点，为了使金属棒在离开导轨时可能具有更大的速度，下列措施可 行的是 A.减小金属水平导轨的长度 B.增加金属棒的长度 C.向右移动滑动变阻器的滑片 D.增加金属水平导轨的长度 (4)若滑动变阻器滑片放在中间的位置，则通过金属棒的电流大小为 A。(结果保 留两位有效数字)【答案】(1) 最右端 右(2)B(3)D(4)0.50 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】(1)[1]为了保护电路，闭合开关之前，滑片应位于最大阻值处，即滑动变阻器的 滑片应滑至最右端： [2]闭合开关后，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力水平向右，故闭合开关后，导体 棒将向右运动： (2)A.改变电流大小只会改变导体棒受到安培力的大小，无法改变导体棒受到安培力的 方向，即无法改变导体棒的运动方向，A错误： B.只改变磁场方向，可以改变导体棒所受安培力的方向，因此导体棒的运动方向随之改变， B正确： C.电流的方向和磁场的方向同时改变，则导体棒受到安培力的方向不变，因此导体棒的运动 方向不变，C错误： D.调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻，导体棒中的电流随之增大，导体棒受到的 安培力增大，但所受安培力的方向不变，导体棒的运动方向不变，D错误。故选B。 (3)设金属棒运动速度为，根据反电动势的作用及闭合电路欧姆定律有导体棒中的电流 I=E-BIN R+r+R 由牛顿第二定律则有BIL=a 联立解得a=(B-BL)BL n(R+r+R) 由此可知，金属棒做加速度减小的加速运动，直至匀速运动。 AD,若离开轨道时，未达到最大速度，增加金属水平导轨的长度可使加速时间更长，即可 获得更大速度，A错误，D正确； B.增加金属棒的长度可知，质量增大，加速度减小，故速度变小，B错误： 第9页共14页 C.向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器电阻增大，加速度减小，故速度变小，C错误。 故选D。 (4)若滑动变阻器滑片放在中间的位置，根据欧姆定律可知，通过金属棒的电流大小为 I-- 6A-0.50A R+r+三R 1+1+10 14.为了“探究安培力与电流大小、导线长度的关系”，某小组同学利用了如图ā所示的装置， 将磁铁组置于电子天平称上，通电导线静置于磁场中，电流方向与匀强磁场方向垂直，则载 流导线受到向上（或向下）安培力作用.根据牛顿第三定律，磁铁会受到等大反向的反作用 力，电子称的示数会发生变化，求得其变化值△就能计算出安培力的大小.具体操作如下： 通电导线 磁铁组 磁铁组 电子秤 图b 图c 图a (1)保持导线长度一定时，探究安培力和电流大小的关系 ①改变电流的大小，把I、2、.; ②在电子天平秤上读出对应的读数、2、..… (2)保持电流大小一定时，探究安培力与导线长度的关系 ①改变通电导线在磁场中导线的长度L、L2、L、L4: ②在电子天平秤上读出对应的读数、2、g、4 (3)切断电源，整理实验器材： (4)利用Excel来处理实验数据和绘制F-I、F-L的图像分别为图b、图c. 该小组同学在探究中应用的科学方法是 (选填：“累积法”、“等效替代法、 控制变量法”或演绎法)。 实验表明：导线长度一定时，安培力与电流大小成 关系；导线中电流大小一定时， 安培力与导线长度成 关系；（选填：“正比或“反比）。 【答案】 控制变量法 正比 正比 【知识点】安培力的计算式及初步应用 【详解】(4)[1][2[3]该小组同学在探究中应用的科学方法是控制变量法。实验表明：导线 第10页共14页