山东省泰安市泰山国际学校高中2025-2026学年高二上学期物理周测卷2 （第一章 安培力与洛伦兹力）

高二上学期物理周测卷2（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 l.水平向右的匀强磁场中有一折线形导线abcd,通有恒定电流I,方向如图，ab、cd平 行于磁场，bc处均为直角，已知ab=bc=cd=L,则该导线受到的安培力大小为(A) 0 b B 1 C >d A.BIL B.2BIL C.3BIL D.√5BIL 【知识点】计算非直导线的安培力大小 【详解】因ab、cd平行于磁场，所以这两段导线不受安培力，该导线受到的安培力就等于 bc受到的安培力，因bc垂直于磁场，所以该导线受到的安培力大小为F=BIL故选A。 2.对F=Bsin8的理解，下列说法中正确的是(C) A.角是指运动电荷进入磁场时的速度与竖直方向的夹角 B.角是指运动电荷进入磁场时的速度与水平方向的夹角 C.角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹角 D.当=0时，电荷的运动方向与磁感应强度的方向垂直 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】ABC.洛伦兹力公式=Bsn0中，角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹 角；故AB错误，C正确： D.故当=0时，电荷的运动方向与磁感应强度方向平行，不受洛伦兹力，故D错误；选C。 3.以下说法正确的是(B) A.磁场和磁感线都是客观存在的 F B.磁感应强度B= ,(B⊥IL)是用比值法定义的物理量 C.运动的电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 D.磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该处通电导线所到的安培力的方向一致 【知识点】洛伦兹力的方向、磁感线的概念与特征、磁感应强度的定义（式）、左手定则的 内容及初步应用 【详解】A.磁场是客观存在的一种物质，磁感线是人引入的虚拟线，故A错误； 第1页共12页 B.磁感应强度B=?(B1L)是用比值法定义的物理量，B的大小与P和L无磁，B√： 之 C.运动的电荷在磁场中当运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力的作用，故C错误； D.根据左手定则可知，垂直于磁场方向放置的通电导线受力方向与磁感应强度方向垂直， 故D错误。故选B。 4.在赤道上空，水平放置一根通以由东向西方向电流的直导线，则此导线(B) A.受到竖直向上的安培力B.受到竖直向下的安培力 C.受到由南向北的安培力D.受到由西向东的安培力 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【分析】直导线的电流方向由东向西，赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则即可 判断安培力方向。 【详解】赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共 面，磁感线向北穿过手心，则手心朝南.四指指向电流方向，则由西向东，拇指指向安培力 方向：竖直向下，B正确，ACD错误。故选B。 【点睛】考查左手定则的运用。 5.如图所示，螺线管中通入如图所示的电流，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中 的运动情况是(C) e A.往复运动 B.匀速圆周运动 C.匀速直线运动D.匀变速直线运动 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】螺线管中磁场方向始终为水平方向，电子的速度方向始终与磁场方向平行，所以电 子始终不受洛伦兹力，电子在螺线管中做匀速直线运动。故选C。 6.如下图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与 磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接，己知导体棒AB受到的安培力大小 为F,则线框受到的安培力的合力大小为(C) A.4F B.2F XX + c D. B XXX 【知识点】计算非直导线的安培力大小 【详解】导体棒AB与ADCB相当于并联，由题意可知，电阻之比为 1:3,则由欧姆定律可知，电流之比应该为3：1，所以导体棒DC的安培力是AB棒的三分 第2页共12页 之一，AD与BC棒上的安培力等大反向，所以线框到的安培力的合力大小等于AB与CD棒 上安培力之和，由慰意可得，线框到的安培力的合力大小为P。故选C。 7.如图所示，三根长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置于一等边三角形的三个顶点处，均 通有电流I,L1中的电流方向与L2中的相同，与L,中的相反，己知任意两根导线间的安培 力大小为F。下列说法正确的是() A.L1给L2的安培力方向向右 B.L2所受磁场的作用力大小为√3F C.等边三角形中心处的磁感应强度不为零 D.L3所受磁场的作用力大小为F L1☒ 【答案】C 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向、磁感应强度的矢量性与叠加 【详解】A.同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，故L1给L2的安培力方向向左，A错 误； B.对L2受力分析如图 由题意可知 En=E=F 故由几何关系可得， -☒ L2所受磁场的作用力大 小为F,B错误； C.各电流在等边三角形中心处的磁感应强度如图 故等边三角形中心处的磁感应强度不为零，C正确： D.对L3受力分析如图 由几何关系可知，L,所受磁场的作用力大小为√F,D错误。 L1⑧ 故选C。 8.如图所示，长方形abCd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,区 域内的点O处有一粒子源，O点离b边距离为0.25L,离bc边距离为L,粒子源以垂直指 向dc边的速度方向向磁场内发射不同速率带正电的粒子，已知ab边长为2L、bc边长为L, 粒子质量均为、电荷量均为，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是 第3页共12页 (B) b a + 6 A.从ab边射出的粒子的运动时间均相同 πlL B.从b边射出的粒子在磁场中的运动时间最长为 gB C.粒子有可能从c点离开磁场 D.若要使粒子离开长方形区域，速率至少为5L 8 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动 【详解】A,粒子的可能轨迹如图所示：可见从b射出的粒子做匀速圆周运动的半径不同， 对应的圆心角不相同，所以时间也不同，故A错误； B.从bc边射出的粒子，其最大圆心角即与bc边相切，即轨迹2，切点处对应圆心角为180°， 时为号器 其余在bc边射出的粒子的运动时间均小于此值，故B正确； C.与cd边相切的粒子，轨迹如4，由几何关系知其轨迹半径为0.75L,其切点在c点左侧， 故粒子不可能过c点，故C错误； D.粒子要想离开长方形区域，临界轨迹如1，则由几何关系得其轨迹半径为0.25L,设此时 12 速率为v,根据牛顿第二定律gB=m。 .25L 解得y=BL 47m 可知若要使粒子离开长方形区域，速率至少为BL ,故D错误。故选B。 4 二、多选题 9.如图所示，在带电的两平行金属板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为 B,电场强度为E,现有一电子以速度vo平行金属板射入场区，则(BC) A.若电子沿轨迹运动，则> E B.若电子沿轨迹运动，则6> E X 00s C.若电子沿轨迹运动，则，< B ××× D.若电子沿轨迹运动，则，< E 【知识点】带电粒子在叠加场中的一般曲线运动 第4页共12页 【详解】AC.若电子沿轨迹I运动，有qB>,B得 。>V。A错误，C正确： B ,若电子沿轨迹如运动有9B<,B得：<。B正确，D错误。故选 10.如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度 大小为B,直导线中的电流方向由N到M,电流强度为I,则通电直导线所受安培力BC M B A.方向垂直纸面向外 B.方向垂直纸面向里 C.大小为BIL D大小为2 【知识点】判断通电直导线在磁场中的运动趋势、安培力的计算式及初步应用 【详解】由左手定则可知，安培力方向垂直纸面向里，故A错误，B正确：根据安培力公 式F=BIL可知，C正确、D错误；故选BC。 11.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下， 通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差。当用霍尔元件来测量磁场时，下列说 法正确的是(AC) A.在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 B.在地球北极上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 C.若元件的载流子带负电，则C侧面电势低于D侧面电势 D.若元件的载流子带正电，则C侧面电势低于D侧面电势 【知识点】霍尔效应的原理、地磁场及其磁感线分布 【详解】A.用霍尔元件测量磁场时，工作面应垂直于磁场方向令霍尔电压最大。在地球赤 道上方，地磁场水平向北，所以在此处测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，A正确： B.在地球北极上方，考虑到磁偏角，磁场方向接近竖直但不是严格的竖直方向，所以此时 元件的工作面不应该保持竖直，B错误； 第5页共12页 C.若元件的载流子带负电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向C侧面偏，则 C侧面的电势低于D侧面的电势，C正确： D.若元件的载流子带正电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向C侧面偏，则 C侧面的电势高于D侧面的电势，D错误。故选AC。 12.如图甲所示为质谱仪的原理示意图，让氢元素三种同位素（氕、氘、氚）的离子流从容 器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的 匀强磁场中。氢的三种同位素的离子最后打在照相底片D上，形成α、b、c三条“质谱线”。 如图乙所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为R的中空半圆金属D形盒， 并处于垂直于盒底的磁感应强度为B的匀强磁场中。现接上电压为U的高频交流电源后，狭 缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速。下列说法正 确的是(AD) S a b c T▣D ● B 图甲 图乙 A.图甲中氢的三种同位素的离子进入磁场时动能相同 B.图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为1：2：6 C.图乙中U越大，带电粒子最终射出D形盒时的速度就越大 D.带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压无关 【知识点】粒子由电场进入磁场、ul、粒子在回旋加速器中的最大动能 【详解】A.图甲中氢的三种同位素的离子在加速电场中，有U=号心=瓦 因为这三种离子的电荷量相同，所以进入磁场时动能相同。故A正确： B.图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中做匀速圆周运动，设其周期为T,则有T- eB 根据离子的轨迹，可知其运行时间为1=？=氢元素三种同位素（气、氘、氘）的质量 2 eB 之比为1：2：3，所以氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为1：2：3。故B错误； C.带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动，有g8=m整理，可得”=gBR 1y2 第6页共12页 易知，带电粒子最终射出D形盒时的速度与U无关。故C错误； D.根据动能的表达式，有=m=gBR 可知带电粒子在回旋加速器中能获得的最 2n 大动能与加速电压无关。故D正确。故选AD。 三、实验题 13.课堂上，小王老师做了如图所示的实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起 来。这个实验现象说明 （选填“磁场可以产生电流“电流产生磁场”或“磁场对电 流有力的作用”)，利用这种现象制成的是（选填“电动机”或“发电机”)。若只改变直 导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向（填 “相同或“相反”)。 0 【答案】 磁场对电流有力的作用 电动机 相反 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】[1]给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来说明磁场对电流有力的作用。 [2]电动机就是利用这一原理制造的。 [3]只改变直导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力 方向相反，这样操作是为了研究导体所受力的方向与电流方向的关系。 14.磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此 现象可通过以下实验证明： 狭缝 荧光屏 阴极 阳极 电子束 (a) (c (1)如图(a)所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导 线应； A.平行于南北方向，位于小磁针上方B.平行于东西方向，位于小磁针上方 第7页共12页 C.平行于东南方向，位于小磁针上方D.平行于西南方向，位于小磁针上方 (2)如图(b)所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出， 在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中 可采用的是。（填选项代号） A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C.加一电场，电场方向沿z轴负方向D.加一电场，电场方向沿y轴正方向 (3)如图(c)所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互 (填排 斥或吸引)，当通以相反方向的电流时，它们相互 (填排斥或吸引)；若左侧通电导线 的电流大于右侧导线的电流，即1>，，假设此时左右导线受到的安培力大小分别为为和 F,你认为哪个力大，并说明理由： 【答案】 ①.A②.B③.吸引④.排斥 ⑤.相等 【解析】【详解】(1)[1]无通电导线时小磁针S极向南，所以为使实验方便效果明显，导线 应平行于南北方向位于小磁针上方，BCD错误，A正确。故选A: (2)[2]A.若加一沿z轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴负方向，亮 线不偏转，不符合题意，A错误； B.若加一沿y轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏 转，符合题意，B正确： C.若加一沿z轴负方向的电场，电子带负电，电场力方向沿z轴正方向，亮线不偏转，不 符合题意，C错误： D.若加一沿y轴正方向的电场，电子带负电，电场力方向沿y轴负方向，亮线不偏转，不 符合题意，D错误。故选B。 (3)[3][4][5]由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当 通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥：若左侧通电导线的电流大于右侧导 线的电流，即I>I,,由于两导线的安培力是相互作用力，则大小相等。 第8页共12页 四、解答题 15.如图所示，有一金属短棒cd重为G,长为L,电阻为R,用质量不计的导线将其两端焊 接，并在ab两点将它悬挂起来，接在电动势为E,内阻为r的电源上。当加一个与bcd平 面平行的均匀磁场时，金属棒恰好处于平衡状态，平面abcd偏过竖直方向0=60°角，求： (1)此时棒受到的磁场力； （2)磁场的磁感应强度为多大。 G 【答案】(1)。，方向垂直于金属藤向上：2)5CR+ 2EL 【知识点】安培力的计算式及初步应用、左手定则的内容及初步应用 【详解】(1)由图中可知电流方向由d到c,整个装置受力如图所示金属棒恰好处于平衡状 态，则有F=Gsin60 得p-5G 2 根据左手定则可知磁场力方向垂直于金属棒向上。 (2)根据闭合电路欧姆定律有1R又因为F=解得B:V3G+） 2EL 16.如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d 的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为0=30°，求： (1)电子运动的轨迹半径r: ®电子的比箭品： (3)电子穿越磁场的时间。 【答案】(1)2d 品 3)t= 3 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动、洛伦兹力的公式及初步应用 第9页共12页 【详解】(1)作入射、出射速度的垂线确定轨迹圆心，由几何关系r=- d ,可得r=2d ine (2)设电子质量为m、电量为e,由洛伦兹力提供向心力得eB=m',解得巳=，” 12 m 2Bd (3)由洛伦兹力提供向心力eB=m二，运动的周期T=2”,得T=2π 12 1 eB 由ts T,代入周期得t= 2π 3v 17.如图所示的平面直角坐标系Oy,在第I、Ⅱ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y 正方向；在第IV象限的正方形bcd区域内有匀强磁场，磁感应强度大小未知，方向垂直于xoy 平面向里，正方形边长为2L且ad边与x轴重合，b边与y轴平行。一质量为m、电荷量为 q的粒子，从y轴上的P(0,L)点，以大小为y。的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从 x轴上的a(2L,0)点进入第IV象限的磁场区域，从d(4L,0)点射出磁场，不计粒子所受的重 力。求： (1)粒子运动到a点时的速度大小和方向： (2)粒子从P运动到a和从a运动到d的时间之比t:t2: (3)改变磁场区域的磁感应强度使粒子经过磁场后不能到达x轴上，则磁感应强度应满足 什么条件。 ↑y i。,,。。。 b·c 答案】()2y,·方向5x轴正方向成45度角：2)-；3)0<8s份 2gL 【知识点】粒子由电场进入磁场 【详解】(1)粒子在第一象限中做类平抛运动，设粒子在α点时的速度方向与x轴夹角为日， 根据平抛运动中的推论可得，速度反向延长线过水平位移的中点，则伽日=兰=】 所以有0=45° 粒子在x轴方向做匀速直线运动，则y=V 所以粒子在a点时的速度大小为 v=h。=√2， cose 第10页共12页 高二上学期物理周测卷2 （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．水平向右的匀强磁场中有一折线形导线，通有恒定电流，方向如图，、平行于磁场，处均为直角，已知，则该导线受到的安培力大小为（A） A． B． C． D． 【知识点】计算非直导线的安培力大小 【详解】因、平行于磁场，所以这两段导线不受安培力，该导线受到的安培力就等于受到的安培力，因垂直于磁场，所以该导线受到的安培力大小为 故选A。 2．对F=qvBsinθ的理解，下列说法中正确的是（　C　） A．θ角是指运动电荷进入磁场时的速度与竖直方向的夹角 B．θ角是指运动电荷进入磁场时的速度与水平方向的夹角 C．θ角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹角 D．当θ=0时，电荷的运动方向与磁感应强度的方向垂直 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】ABC．洛伦兹力公式F=qvBsinθ中，θ角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹角；故AB错误，C正确； D．故当θ=0°时，电荷的运动方向与磁感应强度方向平行，不受洛伦兹力，故D错误；选C。 3．以下说法正确的是（   B  ） A．磁场和磁感线都是客观存在的 B．磁感应强度（）是用比值法定义的物理量 C．运动的电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 D．磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该处通电导线所到的安培力的方向一致 【知识点】洛伦兹力的方向、磁感线的概念与特征、磁感应强度的定义（式）、左手定则的内容及初步应用 【详解】A．磁场是客观存在的一种物质，磁感线是人引入的虚拟线，故A错误； B．磁感应强度（）是用比值法定义的物理量，B的大小与F和IL无磁，B√； C．运动的电荷在磁场中当运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力的作用，故C错误； D．根据左手定则可知，垂直于磁场方向放置的通电导线受力方向与磁感应强度方向垂直，故D错误。故选B。 4．在赤道上空，水平放置一根通以由东向西方向电流的直导线，则此导线（  B  ） A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【分析】直导线的电流方向由东向西，赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则即可判断安培力方向。 【详解】赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向北穿过手心，则手心朝南．四指指向电流方向，则由西向东，拇指指向安培力方向：竖直向下，B正确，ACD错误。故选B。 【点睛】考查左手定则的运用。 5．如图所示，螺线管中通入如图所示的电流，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中的运动情况是（　C　） A．往复运动 B．匀速圆周运动 C．匀速直线运动 D．匀变速直线运动 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】螺线管中磁场方向始终为水平方向，电子的速度方向始终与磁场方向平行，所以电子始终不受洛伦兹力，电子在螺线管中做匀速直线运动。故选C。 6．如下图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接，已知导体棒AB受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力的合力大小为（　C　） A．4F B．2F C． D． 【知识点】计算非直导线的安培力大小 【详解】导体棒AB与ADCB相当于并联，由题意可知，电阻之比为1：3，则由欧姆定律可知，电流之比应该为3：1，所以导体棒DC的安培力是AB棒的三分之一，AD与BC棒上的安培力等大反向，所以线框到的安培力的合力大小等于AB与CD棒上安培力之和，由题意可得，线框到的安培力的合力大小为。故选C。 7．如图所示，三根长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置于一等边三角形的三个顶点处，均通有电流I，L1中的电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，已知任意两根导线间的安培力大小为F。下列说法正确的是（　　） A．L1给L2的安培力方向向右 B．L2所受磁场的作用力大小为 C．等边三角形中心处的磁感应强度不为零 D．L3所受磁场的作用力大小为F 【答案】C 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向、磁感应强度的矢量性与叠加 【详解】A．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，故L1给L2的安培力方向向左，A错误； B．对L2受力分析如图 由题意可知 故由几何关系可得， L2所受磁场的作用力大小为，B错误； C．各电流在等边三角形中心处的磁感应强度如图 故等边三角形中心处的磁感应强度不为零，C正确； D．对L3受力分析如图 由几何关系可知，L3所受磁场的作用力大小为，D错误。 故选C。 8．如图所示，长方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，区域内的点O处有一粒子源，O点离ab边距离为0.25L，离bc边距离为L，粒子源以垂直指向dc边的速度方向向磁场内发射不同速率带正电的粒子，已知ab边长为2L、bc边长为L，粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　B　） A．从ab边射出的粒子的运动时间均相同 B．从bc边射出的粒子在磁场中的运动时间最长为 C．粒子有可能从c点离开磁场 D．若要使粒子离开长方形区域，速率至少为 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动 【详解】A．粒子的可能轨迹如图所示：可见从ab射出的粒子做匀速圆周运动的半径不同，对应的圆心角不相同，所以时间也不同，故A错误； B．从bc边射出的粒子，其最大圆心角即与bc边相切，即轨迹2，切点处对应圆心角为180°，时间为 其余在bc边射出的粒子的运动时间均小于此值，故B正确； C．与cd边相切的粒子，轨迹如4，由几何关系知其轨迹半径为0.75L，其切点在c点左侧，故粒子不可能过c点，故C错误； D．粒子要想离开长方形区域，临界轨迹如1，则由几何关系得其轨迹半径为0.25L，设此时速率为v，根据牛顿第二定律 解得 可知若要使粒子离开长方形区域，速率至少为，故D错误。故选B。 二、多选题 9．如图所示，在带电的两平行金属板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E，现有一电子以速度v0平行金属板射入场区，则（ BC ） A．若电子沿轨迹Ⅰ运动，则 B．若电子沿轨迹Ⅱ运动，则 C．若电子沿轨迹Ⅰ运动， 则 D．若电子沿轨迹Ⅱ运动，则 【知识点】带电粒子在叠加场中的一般曲线运动 【详解】AC．若电子沿轨迹Ⅰ运动，有 得 A错误，C正确； BD．若电子沿轨迹Ⅱ运动,有 得 B正确，D错误。 故选BC。 10．如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，直导线中的电流方向由N到M，电流强度为I，则通电直导线所受安培力 BC A．方向垂直纸面向外 B．方向垂直纸面向里 C．大小为BIL D．大小为 【知识点】判断通电直导线在磁场中的运动趋势、安培力的计算式及初步应用 【详解】由左手定则可知，安培力方向垂直纸面向里，故A错误，B正确；根据安培力公式可知，C正确、D错误；故选BC。 11．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差。当用霍尔元件来测量磁场时，下列说法正确的是（　AC　） A．在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 B．在地球北极上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 C．若元件的载流子带负电，则C侧面电势低于D侧面电势 D．若元件的载流子带正电，则C侧面电势低于D侧面电势 【知识点】霍尔效应的原理、地磁场及其磁感线分布 【详解】A．用霍尔元件测量磁场时，工作面应垂直于磁场方向令霍尔电压最大。在地球赤道上方，地磁场水平向北，所以在此处测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，A正确； B．在地球北极上方，考虑到磁偏角，磁场方向接近竖直但不是严格的竖直方向，所以此时元件的工作面不应该保持竖直，B错误； C．若元件的载流子带负电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向C侧面偏，则C侧面的电势低于D侧面的电势，C正确； D．若元件的载流子带正电，由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力方向向C侧面偏，则C侧面的电势高于D侧面的电势，D错误。故选AC。 12．如图甲所示为质谱仪的原理示意图，让氢元素三种同位素（氕、氘、氚）的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为的匀强磁场中。氢的三种同位素的离子最后打在照相底片上，形成、、三条“质谱线”。如图乙所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为的中空半圆金属形盒，并处于垂直于盒底的磁感应强度为的匀强磁场中。现接上电压为的高频交流电源后，狭缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速。下列说法正确的是（　AD　） A．图甲中氢的三种同位素的离子进入磁场时动能相同 B．图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为 C．图乙中越大，带电粒子最终射出形盒时的速度就越大 D．带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压无关 【知识点】粒子由电场进入磁场、null、粒子在回旋加速器中的最大动能 【详解】A．图甲中氢的三种同位素的离子在加速电场中，有 因为这三种离子的电荷量相同，所以进入磁场时动能相同。故A正确； B．图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中做匀速圆周运动，设其周期为T，则有 根据离子的轨迹，可知其运行时间为 氢元素三种同位素（氕、氘、氚）的质量之比为1:2:3，所以氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为1:2:3。故B错误； C．带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动，有 整理，可得 易知，带电粒子最终射出形盒时的速度与无关。故C错误； D．根据动能的表达式，有 可知带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压无关。故D正确。 故选AD。 三、实验题 13．课堂上，小王老师做了如图所示的实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。这个实验现象说明 （选填“磁场可以产生电流”“电流产生磁场”或“磁场对电流有力的作用”），利用这种现象制成的是 （选填“电动机”或“发电机”）。 若只改变直导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向 （填“相同”或“相反”）。 【答案】 磁场对电流有力的作用 电动机 相反 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】[1] 给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来说明磁场对电流有力的作用。 [2] 电动机就是利用这一原理制造的。 [3] 只改变直导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向相反，这样操作是为了研究导体所受力的方向与电流方向的关系。 14．磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明： （1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______； A.平行于南北方向，位于小磁针上方 B.平行于东西方向，位于小磁针上方 C.平行于东南方向，位于小磁针上方 D.平行于西南方向，位于小磁针上方 （2）如图（b）所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是______。（填选项代号） A.加一磁场，磁场方向沿轴负方向 B.加一磁场，磁场方向沿轴正方向 C.加一电场，电场方向沿轴负方向 D.加一电场，电场方向沿轴正方向 （3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互______（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互______（填排斥或吸引）；若左侧通电导线的电流大于右侧导线的电流，即，假设此时左右导线受到的安培力大小分别为为和，你认为哪个力大，并说明理由：______。 【答案】 ①. A ②. B ③. 吸引 ④. 排斥 ⑤. 相等 【解析】【详解】（1）[1]无通电导线时小磁针S极向南，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，BCD错误，A正确。 故选A； （2）[2] A．若加一沿轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴负方向，亮线不偏转，不符合题意，A错误； B．若加一沿轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿轴负方向，亮线向下偏转，符合题意，B正确； C．若加一沿轴负方向的电场，电子带负电，电场力方向沿轴正方向，亮线不偏转，不符合题意，C错误； D．若加一沿轴正方向的电场，电子带负电，电场力方向沿轴负方向，亮线不偏转，不符合题意，D错误。故选B。 （3）[3][4][5]由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；若左侧通电导线的电流大于右侧导线的电流，即，由于两导线的安培力是相互作用力，则大小相等。 四、解答题 15．如图所示，有一金属短棒重为G，长为L，电阻为R，用质量不计的导线将其两端焊接，并在ab两点将它悬挂起来，接在电动势为E，内阻为r的电源上。当加一个与abcd平面平行的均匀磁场时，金属棒恰好处于平衡状态，平面abcd偏过竖直方向θ=60°角，求： （1）此时棒受到的磁场力； （2）磁场的磁感应强度为多大。 【答案】（1），方向垂直于金属棒向上；（2） 【知识点】安培力的计算式及初步应用、左手定则的内容及初步应用 【详解】（1）由图中可知电流方向由d到c，整个装置受力如图所示金属棒恰好处于平衡状态，则有 得 根据左手定则可知磁场力方向垂直于金属棒向上。 （2）根据闭合电路欧姆定律有 又因为 解得 16．如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： (1)电子运动的轨迹半径r； (2)电子的比荷； (3)电子穿越磁场的时间t。 【答案】(1)2d (2) (3) 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动、洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】（1）作入射、出射速度的垂线确定轨迹圆心，由几何关系，可得r = 2d （2）设电子质量为m、电量为e，由洛伦兹力提供向心力得，解得 （3）由洛伦兹力提供向心力，运动的周期，得 由，代入周期得 17．如图所示的平面直角坐标系，在第Ⅰ、Ⅱ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场，磁感应强度大小未知，方向垂直于平面向里，正方形边长为且ad边与x轴重合，ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限的磁场区域，从点射出磁场，不计粒子所受的重力。求： （1）粒子运动到a点时的速度大小和方向； （2）粒子从P运动到a和从a运动到d的时间之比； （3）改变磁场区域的磁感应强度使粒子经过磁场后不能到达x轴上，则磁感应强度应满足什么条件。 【答案】（1），方向与x轴正方向成45度角；（2）；（3） 【知识点】粒子由电场进入磁场 【详解】（1）粒子在第一象限中做类平抛运动，设粒子在a点时的速度方向与x轴夹角为，根据平抛运动中的推论可得，速度反向延长线过水平位移的中点，则 所以有 粒子在x轴方向做匀速直线运动，则 所以粒子在a点时的速度大小为 （2）粒子从P点运动到a点是时间为 由粒子在电场中运动轨迹可得，粒子受到的电场力沿y轴负方向，所以粒子带负电，则粒子在磁场中运动轨迹如图，由几何关系可得 粒子在磁场中运动的圆心角为 则粒子由a运动到d的时间为 所以粒子从P运动到a和从a运动到d的时间之比 （3）由题意可得，若使粒子经过磁场后不能到达x轴上，则临界状态为出磁场时速度方向与x轴平行，运动轨迹如图，则由圆心角等于速度的偏转角可得圆心角为 由几何关系可得，运动的半径为 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力 以上各式联立，解得 则若使粒子经过磁场后不能到达x轴上，磁感应强度不能大于，即磁感应强度应满足的条件为 18．如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为 d ，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从 O 点以速度 v0 沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，从 A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从C点（图中未画出C点）穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，（带电粒子重力不计）求： （1）粒子从 C 点穿出磁场时的速度v； （2）电场强度 E 和磁感应强度 B 的比值； （3）粒子在电、磁场中运动的总时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【知识点】粒子由电场进入磁场 【详解】（1）粒子在电场中偏转时做类平抛运动，则 垂直电场方向有 平行电场方向为 得 到A点速度为 在磁场中速度大小不变，所以从C点出磁场时速度大小仍为； （2）在电场中偏转时，出A点时速度与水平方向成45° 并且 得 在磁场中做匀速圆周运动，如图所示由几何关系得 又 且 v＝v0 得 解得 （3）粒子在电场中的时间为 粒子在磁场中的时间 且 总时间为 第 2 页 共 18 页 第 1 页 共 18 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二上学期物理周测卷2（ 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．水平向右的匀强磁场中有一折线形导线，通有恒定电流，方向如图，、平行于磁场，处均为直角，已知，则该导线受到的安培力大小为（　　） A． B． C． D． 2．对F=qvBsinθ的理解，下列说法中正确的是（　　） A．θ角是指运动电荷进入磁场时的速度与竖直方向的夹角 B．θ角是指运动电荷进入磁场时的速度与水平方向的夹角 C．θ角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹角 D．当θ=0时，电荷的运动方向与磁感应强度的方向垂直 3．以下说法正确的是（    ） A．磁场和磁感线都是客观存在的 B．磁感应强度（）是用比值法定义的物理量 C．运动的电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 D．磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该处通电导线所到的安培力的方向一致 4．在赤道上空，水平放置一根通以由东向西方向电流的直导线，则此导线（   ） A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力 5．如图所示，螺线管中通入如图所示的电流，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中的运动情况是（　　） A．往复运动 B．匀速圆周运动 C．匀速直线运动 D．匀变速直线运动 6．如下图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接，已知导体棒AB受到的安培力大小为F，则线框受到的安培力的合力大小为（　　） A．4F B．2F C． D． 7．如图所示，三根长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置于一等边三角形的三个顶点处，均通有电流I，L1中的电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，已知任意两根导线间的安培力大小为F。下列说法正确的是（　　） A．L1给L2的安培力方向向右 B．L2所受磁场的作用力大小为 C．等边三角形中心处的磁感应强度不为零 D．L3所受磁场的作用力大小为F 8．如图所示，长方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，区域内的点O处有一粒子源，O点离ab边距离为0.25L，离bc边距离为L，粒子源以垂直指向dc边的速度方向向磁场内发射不同速率带正电的粒子，已知ab边长为2L、bc边长为L，粒子质量均为m、电荷量均为q，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．从ab边射出的粒子的运动时间均相同 B．从bc边射出的粒子在磁场中的运动时间最长为 C．粒子有可能从c点离开磁场 D．若要使粒子离开长方形区域，速率至少为 二、多选题 9．如图所示，在带电的两平行金属板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E，现有一电子以速度v0平行金属板射入场区，则（  ） A．若电子沿轨迹Ⅰ运动，则 B．若电子沿轨迹Ⅱ运动，则 C．若电子沿轨迹Ⅰ运动， 则 D．若电子沿轨迹Ⅱ运动，则 10．如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，直导线中的电流方向由N到M，电流强度为I，则通电直导线所受安培力 A．方向垂直纸面向外 B．方向垂直纸面向里 C．大小为BIL D．大小为 11．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差。当用霍尔元件来测量磁场时，下列说法正确的是（　　） A．在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 B．在地球北极上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 C．若元件的载流子带负电，则C侧面电势低于D侧面电势 D．若元件的载流子带正电，则C侧面电势低于D侧面电势 12．如图甲所示为质谱仪的原理示意图，让氢元素三种同位素（氕、氘、氚）的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为的匀强磁场中。氢的三种同位素的离子最后打在照相底片上，形成、、三条“质谱线”。如图乙所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为的中空半圆金属形盒，并处于垂直于盒底的磁感应强度为的匀强磁场中。现接上电压为的高频交流电源后，狭缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速。下列说法正确的是（　　） A．图甲中氢的三种同位素的离子进入磁场时动能相同 B．图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为 C．图乙中越大，带电粒子最终射出形盒时的速度就越大 D．带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压无关 三、实验题 13．课堂上，小王老师做了如图所示的实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。这个实验现象说明 （选填“磁场可以产生电流”“电流产生磁场”或“磁场对电流有力的作用”），利用这种现象制成的是 （选填“电动机”或“发电机”）。 若只改变直导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向 （填“相同”或“相反”）。 14．磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明： （1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______； A.平行于南北方向，位于小磁针上方 B.平行于东西方向，位于小磁针上方 C.平行于东南方向，位于小磁针上方 D.平行于西南方向，位于小磁针上方 （2）如图（b）所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是______。（填选项代号） A.加一磁场，磁场方向沿轴负方向 B.加一磁场，磁场方向沿轴正方向 C.加一电场，电场方向沿轴负方向 D.加一电场，电场方向沿轴正方向 （3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互______（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互______（填排斥或吸引）；若左侧通电导线的电流大于右侧导线的电流，即，假设此时左右导线受到的安培力大小分别为为和，你认为哪个力大，并说明理由：______。 四、解答题 15．如图所示，有一金属短棒重为G，长为L，电阻为R，用质量不计的导线将其两端焊接，并在ab两点将它悬挂起来，接在电动势为E，内阻为r的电源上。当加一个与abcd平面平行的均匀磁场时，金属棒恰好处于平衡状态，平面abcd偏过竖直方向θ=60°角，求： （1）此时棒受到的磁场力； （2）磁场的磁感应强度为多大。 16．如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： (1)电子运动的轨迹半径r； (2)电子的比荷； (3)电子穿越磁场的时间t。 17．如图所示的平面直角坐标系，在第Ⅰ、Ⅱ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第Ⅳ象限的正方形abcd区域内有匀强磁场，磁感应强度大小未知，方向垂直于平面向里，正方形边长为且ad边与x轴重合，ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限的磁场区域，从点射出磁场，不计粒子所受的重力。求： （1）粒子运动到a点时的速度大小和方向； （2）粒子从P运动到a和从a运动到d的时间之比； （3）改变磁场区域的磁感应强度使粒子经过磁场后不能到达x轴上，则磁感应强度应满足什么条件。 18．如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为 d ，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从 O 点以速度 v0 沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，从 A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从C点（图中未画出C点）穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，（带电粒子重力不计）求： （1）粒子从 C 点穿出磁场时的速度v； （2）电场强度 E 和磁感应强度 B 的比值； （3）粒子在电、磁场中运动的总时间。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $高二上学期物理周测卷2（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 l.水平向右的匀强磁场中有一折线形导线abcd,通有恒定电流I,方向如图，ab、cd平 行于磁场，bc处均为直角，已知ab=bc=cd=L,则该导线受到的安培力大小为() 0 b B >d A.BIL B.2BIL C.3BIL D.√5BIL 2.对F=Bsin0的理解，下列说法中正确的是() A.0角是指运动电荷进入磁场时的速度与竖直方向的夹角 B.角是指运动电荷进入磁场时的速度与水平方向的夹角 C.角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹角 D.当=0时，电荷的运动方向与磁感应强度的方向垂直 3.以下说法正确的是() A.磁场和磁感线都是客观存在的 B.磁感应强度B=P(B上L)是用比值法定义的物理量 C.运动的电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 D.磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该处通电导线所到的安培力的方向一致 4.在赤道上空，水平放置一根通以由东向西方向电流的直导线，则此导线() A.受到竖直向上的安培力B.受到竖直向下的安培力 C.受到由南向北的安培力D.受到由西向东的安培力 5.如图所示，螺线管中通入如图所示的电流，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中 的运动情况是() A.往复运动 B.匀速圆周运动 C.匀速直线运动 D.匀变速直线运动 试卷第1页，共8页 6.如下图所示，由4根相同导体棒连接而成的正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与 磁感应强度方向垂直，顶点A、B与直流电源两端相接，已知导体棒AB受到的安培力大小 为F,则线框受到的安培力的合力大小为() A.4F X B.2F + a if D 7.如图所示，三根长直导线L1、L2和L3垂直纸面放置于一等边三角形的三个顶点处，均 通有电流1，L1中的电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，已知任意两根导线间的安培 力大小为F。下列说法正确的是() A.L1给L2的安培力方向向右 B.L2所受磁场的作用力大小为√3F C.等边三角形中心处的磁感应强度不为零 D.L3所受磁场的作用力大小为F L1⑧ 8L2 8.如图所示，长方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,区 域内的点O处有一粒子源，O点离ab边距离为0.25L,离bc边距离为L,粒子源以垂直指 向dc边的速度方向向磁场内发射不同速率带正电的粒子，己知ab边长为2L、bc边长为L, 粒子质量均为、电荷量均为q,不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是 () b O × + + A.从ab边射出的粒子的运动时间均相同 B.从bc边射出的粒子在磁场中的运动时间最长为 πm gB C.粒子有可能从c点离开磁场 D.若要使粒子离开长方形区域，速率至少为BL 8 试卷第2页，共8页 二、多选题 9.如图所示，在带电的两平行金属板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为 B,电场强度为E,现有一电子以速度V平行金属板射入场区，则() A,若电子沿轨迹I虹运动，则v。?R 十 E B.若电子沿轨迹Ⅱ运动，则。> X.. ×××·I B E C.若电子沿轨迹I运动，则。< B XX D.若电子沿轨迹运动，则，<B 10.如图所示，一长为L的通电直导线N垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度 大小为B,直导线中的电流方向由N到M,电流强度为I,则通电直导线所受安培力 M B A.方向垂直纸面向外 B.方向垂直纸面向里 C.大小为BIL 山人小为号 11.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下， 通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差。当用霍尔元件来测量磁场时，下列说 法正确的是() A.在地球赤道上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 B.在地球北极上方测地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 C.若元件的载流子带负电，则C侧面电势低于D侧面电势 D.若元件的载流子带正电，则C侧面电势低于D侧面电势 试卷第3页，共8页 12.如图甲所示为质谱仪的原理示意图，让氢元素三种同位素（氕、氘、氚）的离子流从容 器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的 匀强磁场中。氢的三种同位素的离子最后打在照相底片D上，形成a、b、C三条“质谱线”。 如图乙所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为R的中空半圆金属D形盒， 并处于垂直于盒底的磁感应强度为B的匀强磁场中。现接上电压为U的高频交流电源后，狭 缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速。下列说法正 确的是() U a b c □D ● B 图甲 图乙 A.图甲中氢的三种同位素的离子进入磁场时动能相同 B.图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为1：2：6 C.图乙中U越大，带电粒子最终射出D形盒时的速度就越大 D,带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压无关 三、实验题 13.课堂上，小王老师做了如图所示的实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起 来。这个实验现象说明 （选填“磁场可以产生电流“电流产生磁场”或“磁场对电 流有力的作用”)，利用这种现象制成的是（选填“电动机”或“发电机”）。若只改变直 导线中的电流方向而其它条件不变，则直导线所受安培力方向与原来的安培力方向（填 “相同”或“相反”)。 试卷第4页，共8页 14.磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此 现象可通过以下实验证明： 狭缝 荧光屏 阴极》 阳极 电子束 (a h (c) (1)如图()所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导 线应 A平行于南北方向，位于小磁针上方B.平行于东西方向，位于小磁针上方 C平行于东南方向，位于小磁针上方D.平行于西南方向，位于小磁针上方 (2)如图(b)所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出， 在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中 可采用的是。（填选项代号） A加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C加一电场，电场方向沿z轴负方向 D.加一电场，电场方向沿y轴正方向 (3)如图(c)所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互（填排 斥或吸引)，当通以相反方向的电流时，它们相互 (填排斥或吸引)：若左侧通电导线 的电流大于右侧导线的电流，即I1>?,假设此时左右导线受到的安培力大小分别为为和 F,你认为哪个力大，并说明理由： 四、解答题 15.如图所示，有一金属短棒cd重为G,长为L,电阻为R,用质量不计的导线将其两端焊 接，并在ab两点将它悬挂起来，接在电动势为E,内阻为r的电源上。当加一个与bcd平 面平行的均匀磁场时，金属棒恰好处于平衡状态，平面abcd偏过竖直方向0=60°角，求： (1)此时棒受到的磁场力： (2)磁场的磁感应强度为多大。 试卷第5页，共8页 16.如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d 的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为0=30°，求： d (1)电子运动的轨迹半径r: (Q电子的比裔品： (3)电子穿越磁场的时间t。 试卷第6页，共8页 17.如图所示的平面直角坐标系Oy,在第I、Ⅱ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y 正方向；在第V象限的正方形bcd区域内有匀强磁场，磁感应强度大小未知，方向垂直于xoy 平面向里，正方形边长为2L且ad边与x轴重合，ab边与y轴平行。一质量为、电荷量为 q的粒子，从y轴上的P(0,L)点，以大小为'。的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从 x轴上的a(2L,O)点进入第V象限的磁场区域，从d(4L,0)点射出磁场，不计粒子所受的重 力。求： (1)粒子运动到a点时的速度大小和方向： (2)粒子从P运动到a和从a运动到d的时间之比t1:t2; (3)改变磁场区域的磁感应强度使粒子经过磁场后不能到达x轴上，则磁感应强度应满足 什么条件。 个y bc 试卷第7页，共8页 18.如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d,电场方向在 纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O点以速度沿垂直电场方向进 入电场，在电场力的作用下发生偏转，从A点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在 电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从C点（图中未画出C点）穿出磁场时速度方 向与进入电场O点时的速度方向一致，（带电粒子重力不计）求： (1)粒子从C点穿出磁场时的速度v: (2)电场强度占和磁感应强度B的比伯县： (3)粒子在电、磁场中运动的总时间。 Vo 2 + + A + + B E d d 试卷第8页，共8页 《2025年12月10日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 4 6 6 8 9 10 答案 A ⊙ B C C C ⊙ BC BC 题号 11 12 答案 AC AD 1.A 【知识点】计算非直导线的安培力大小 【详解】因ab、cd平行于磁场，所以这两段导线不受安培力，该导线受到的安培力就等于 bc受到的安培力，因bc垂直于磁场，所以该导线受到的安培力大小为 F=BIL 故选A。 2.C 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】ABC.洛伦兹力公式F=Bsi0中，角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹 角；故AB错误，C正确； D.故当-0时，电荷的运动方向与磁感应强度方向平行，不受洛伦兹力，故D错误： 故选C。 3.B 【知识点】左手定则的内容及初步应用、磁感应强度的定义（式）、磁感线的概念与特征、 洛伦兹力的方向 【详解】A.磁场是客观存在的一种物质，磁感线是人引入的虚拟线，故A错误： B.磁感应强度B= (B⊥IL)是用比值法定义的物理量，B的大小与F和IL无磁，故B n 正确： C.运动的电荷在磁场中当运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力的作用，故C错误； D.根据左手定则可知，垂直于磁场方向放置的通电导线受力方向与磁感应强度方向垂直， 故D错误。 故选B。 4.B 【知识点】通电导线在磁场中的作用力方向 【分析】直导线的电流方向由东向西，赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则即可 答案第1页，共11页 判断安培力方向。 【详解】赤道上空地磁场的方向由南向北，根据左手定则：伸开左手，拇指与手掌垂直且共 面，磁感线向北穿过手心，则手心朝南.四指指向电流方向，则由西向东，拇指指向安培力 方向：竖直向下，B正确，ACD错误。 故选B。 【点睛】考查左手定则的运用。 5.C 【知识点】洛伦兹力的公式及初步应用 【详解】螺线管中磁场方向始终为水平方向，电子的速度方向始终与磁场方向平行，所以电 子始终不受洛伦兹力，电子在螺线管中做匀速直线运动。 故选C。 6.C 【知识点】计算非直导线的安培力大小 【详解】导体棒AB与ADCB相当于并联，由题意可知，电阻之比为1：3，则由欧姆定律 可知，电流之比应该为3：1，所以导体棒DC的安培力是AB棒的三分之一，AD与BC棒 上的安培力等大反向，所以线框到的安培力的合力大小等于AB与CD棒上安培力之和，由 4F。 题意可得，线框到的安培力的合力大小为 故选C。 7.C 【知识点】磁感应强度的矢量性与叠加、通电导线在磁场中的作用力方向 【详解】A.同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，故L1给L2的安培力方向向左，A错 误； B.对L2受力分析如图 L1 答案第2页，共11页