第一章 第一单元 磁场对通电导线和运动电荷的作用力 A卷 基础达标-【金试卷】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册&选择性必修第三册同步单元双测卷（人教版）

选择性必修 第二册 第一部分单元检测卷 第一章安培力与洛伦兹力 第一单元磁场对通电导线和运动电荷的作用力 A卷基础达标 密 测试建议用时：45分钟满分：100分 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.每小题只有一个 封 选项符合题目要求) 樊 1.两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场， 两粒子质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，则两带电粒子所受 线 洛伦兹力之比为 () A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.1:4 2.某通电直导线的长度为，所在空间存在匀强磁场的磁感应强度 内 大小为B,其所受的安培力的大小为F,下列说法正确的是 ( 不 A通过直导线的电流可能为瓷 B道过直号线的电流可能为 設 准 C.安培力的方向可以不垂直于直导线 D,将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为号 答 3.如图所示，螺线管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后， 电子在螺线管中的运动情况是 ( 茶 题 电子 正弦交流电 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 4.带电油滴以水平速度。垂直进入磁场，恰做匀 速直线运动，如图所示，若油滴质量为m,磁感 应强度为B,重力加速度为g,则下述说法正确 丝 部 的是 A.油滴必带正电荷，电荷量为2ms voB B.油滴必带负电荷，比荷9=8 m voB C.油滴必带正电荷，电荷量为g vB D.油滴带什么电荷都可以，只要满足g=g voB 5.如图所示，q为一段半径为R的圆弧导线，O点为圆心，O与 Og间的夹角0=120°，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向 里.若导线中通有大小为I的电流，则通电导线所受安培力的大 小为 × × X × A.2BIR B.BIR C.BIR 2 D.√3BIR 6.显像管的原理示意图如图所示，当没有磁场时电子束打在荧光屏 正中的O点.安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束 发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子 束打在荧光屏上的位置由P点逐渐移动到Q点，下列磁场能够 使电子束发生上述偏转的是 () 电子束 电子枪 甲号 70 偏转线圈 荧光屏 ↑B ↑B B Bo Bo 0 0 -B。 -B-------> -Bo 0 7.如图所示，一个带电荷为十q的小带电体处于垂直纸面向里的匀 强磁场中，磁感应强度为B,若小带电体的质量为，为了使它对 水平绝缘面正好无压力，应该 () ×××× B 9○1 77777777777 77777777777 A.使B的数值增大 B.使磁场以速率v=mg向上移动 gB C使磁场以速率如一器向右移动 D.使磁场以速率=器向左移动 gB 8.如图，水平固定导轨MN、PQ间距为L;左侧 M M、P间接有电动势为E、内阻为r的电源，整个 装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨 ×为0× 平面向下的匀强磁场中.一阻值为R的金属棒 ab静止于导轨上且与导轨间的夹角为0，金属棒ab与导轨接触 良好，不计其他电阻.下列说法正确的是 ) A.金属棒ab受到的安培力方向沿导轨向左 B.金属棒αb受到的摩擦力方向沿导线向右 C.金属棒ab受到的摩擦力大小为EL R+r D.金属棒ab受到的安培力大小为RBn9 9.如图甲所示是磁电式电流表的结构图，蹄形磁体和铁芯间的磁场 均匀辐向分布.线圈中a、b两条边长度均为l,未通电流时，a、b 处于图乙所示位置，两条边所在处的磁感应强度大小均为B.通 电后，a边中电流方向垂直纸面向外，大小为I,则 () 软铁 螺旋 弹簧 线圈 甲 乙 A.该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同 B.线圈平面总与磁场方向垂直 C.线圈将逆时针转动 D.a边受到的安培力大小始终为IlB 10.2022年爆发了新冠肺炎疫情，新型冠状病毒传染性非常强，因 此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物 理防护性条件下操作.某实验室中有一种污水流量计，其原理可 以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为 d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出.流量值Q等于单位时间通 过横截面的液体的体积.空间有垂直纸面向里的磁感应强度为 B的匀强磁场，下列说法正确的是 () A.带电离子所受洛伦兹力方向水平向左 B.正、负离子所受洛伦兹力方向相同 C.污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速 D.只需要测量M、N两点间电压就能够推算废液的流量 选择性必修第二册 1 二、实验或填空题（本题共2小题，共22分） 11.(8分)如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置 图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均 匀的.实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的 大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度. 每次实验中导体棒在磁场内某一位置平衡时，悬线与竖直方向 的夹角记为0. ③④ ① (1)下列说法正确的是 (不定项选择，填选项前的字 母) A.该实验探究了导体棒通电部分长度和电流大小对安培力的 影响 B.该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培 力的影响 C.如果想增大O,可以把磁铁的N极和S极对调 D.如果想减小0，可以把接人电路的导体棒从①④两端换成② ③两端 (2)若当电流为I且接通②③时，导体棒受到的安培力为F,则 当电流减半且接通①④时，导体棒所受的安培力为 12.（14分)小贾同学在学习安培力后，设计了如图所示的装置来测 定磁极间的磁感应强度.根据实验主要步骤完成填空： 弹簧测力计 电流表 电源 线 (1)在弹簧测力计下端挂一个匝数为n的矩形线框，将线框的下 短边完全置于U形磁铁的N、S极之间的磁场中，并使线框的 短边水平，磁场方向与矩形线框的平面 (2)在电路未接通时，记录线框静止时弹簧测力计的读数F。； (3)闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为I,记录线框静 止时弹簧测力计的读数F(F>F。),则线框所受安培力大小为 ,方向为 (4)用刻度尺测出矩形线框短边的长度L； (5)利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度B= 2选择性必修第二册 三、计算题（本题共2小题，共38分） 13.(16分)如图所示是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电 极，两板间距为d,板平面的面积为S,内有磁感应强度为B的 匀强磁场.现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有 大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性)垂直喷人磁场，每个 离子的速度为，负载电阻的阻值为R,当发电机稳定发电时， 负载电阻中的电流为I,求： 等离子体 (1)a、b两板哪块板的电势高； (2)磁流体发电机的电动势E; (3)两板间等离子体的电阻率ρ. 14.(22分)如图所示为一个与水平面成0=37°角的光滑导电滑轨， 导轨上放置一个可以自由移动的金属棒ab.导电滑轨宽L=0.5 m,金属棒ab质量m=0.4kg,电阻R。=2.0,整个装置处于 方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B=4T的匀强磁 场中.导轨所接电源的电动势为E=9V,内阻r=1.0Ω，其他 电阻不计，取g=10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8.现要保持 金属棒在导轨上静止不动. 10 10 (1)求金属棒所受到的安培力大小； (2)求滑动变阻器接入电路的阻值； (3)若金属棒与导轨间的动摩擦因数为以=0.5，最大静摩擦力 近似等于滑动摩擦力，求滑动变阻器接入电路的最小阻值.参芳答案 选择性必修第二册 第一部分单元检测卷 第一章安培力与洛伦兹力 第一单元磁场对通电导线和 运动电荷的作用力 A卷基础达标 1.C根据公式f=Bq心可得洛伦兹力跟粒子的质量无关，当以相同速度垂直磁感线方向射 入同一匀强磁场时，两粒子所受洛伦兹力之比等于电荷量之比，为1：2，故选C 2.A由F=1sin9得I=B)当9=90时，1最小为高A正确，B辑误根据左 手定则知，安培力方向与电流和磁场方向都垂直，C错误；当电流方向垂直于磁场方 向时，如图甲所示，将直导线从中点在纸面内折成直角，安培力的大小变为原来的 将直子线从中点在纸面内折成直角，根据平行 变到的会培力的合力F0√（侣）十（号了-号，当电流方向与磁场的方向羊行 时，导线所受安培力为0，将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变大，但不一 定为号D蜡误 3.C电子的速度方向与磁场方向平行，所以电子不受洛伦兹力，做匀速直线运动，故 C正确 4.C油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，由qB =mg得q=器C正确， 5.D通电导线的等效长度为p、q连线的长度，由几何知识可知p、q连线的长度为√3 R,通电导线所受安培力的大小为F=√3BIR,选项D正确. 6.A要使电子束打在荧光屏上的位置由P点逐渐移动到Q点，可知电子先向上偏转 后向下偏转，P到O过程中洛伦兹力向上，O到Q过程中洛伦兹力向下，根据左手定 则可知，能够使电子束发生上述偏转的磁场是选项A. 7.D使带电体对水平绝缘面正好无压力，则应使它受到的洛伦兹力与重力平衡.静止 的带电体在静止的磁场里不受洛伦兹力，选项A错误；磁场向上移动时，带电体相对 磁场向下运动，带电体受到的洛伦兹力水平向右，不可能与重力平衡，选项B错误； 磁场向右移动时，带电体相对磁场向左运动，此时带电体受到的洛伦兹力竖直向下， 不可能与重力平衡，选项C错误；磁场向左移动时，带电体相对磁场向右运动，此时 带电体受到的洛伦滋力竖直向上，当qB=mg,即一器时，带电体对水平绝缘面正 好无压力，选项D正确， 8.D由左手定则可知，金属棒ab受到的安培力方向垂直于ab向左，A错误；电路中 BEL 的电流为1R,全属棒ab受到的安培力大小为F=BIL-Rin D正确 BEL 金属棒b静止，故其所受到的摩擦力与安培力平衡，大小为R十in0方向垂直 于ab向右，B、C错误. 9.D磁场均匀辐向分布，磁场方向与铁芯垂直，各处的磁感应强度大小不相等，方向 也不相同，A错误；由于磁场是辐向磁场，线圈平面与磁场方向始终平行，B错误；根 据左手定则，在图中位置，α边受安培力方向向上，b边受安培力方向向下，线圈将顺 时针转动，C错误；由于在转动过程中，α边始终与磁场垂直，因此受到的安培力大小 始终为ILB,D正确. 10.D根据左手定则，正电荷受到竖直向下的洛伦兹力，负电荷受到竖直向上的洛伦 兹力，A、B错误；不带电液体在磁场中流动时，由于没有自由电荷，不能形成电场， M,N两点间没有电势差，因北无法测出流连，C错买；根据gmB=?号，可得废液的 流速一品成淡的流童Q-50号·品-品成只店要渊量M,N两点间电 压就能够推算废液的流量，D正确 11.答案(I)AD(2)号F 解析(1)该实验探究了导体棒通电部分长度和电流大小对安培力的影响，故A正 确，B错误；其他条件不变，把磁铁的N极和S极对调，没有改变B的大小，故F大 小不变，故C错误；把接入电路的导体棒从①④两端换成②③两端，则L减小，故安 培力F减小，故D正确. (2)电流为I且接通②③时，导体棒受到的安培力记为F,则当电流减半且接通①④ 时，导体排所安的安培力为P=B·号·3L=昌BL=昌r 12.答案(1)垂直(3)F-F。竖直向下(5)m 、F-Fo 解析(1)应使磁场方向与矩形线框的平面垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直， 方便测出拉力， (3)未接通电路时，弹簧测力计的读数为Fo,根据平衡条件有F。=mg;接通电路 后，弹簧测力计的读数为F(F>Fo),根据平衡条件有F=mg十F安；则线框所受安 培力大小为F安=F一F,方向竖直向下. (5)报据安培力的计算公式有mBIL=F-Fo,解得B=n F-Fo 13.答案(1)a板(2)Bdv (3)(Bdv-IR)S Id 解析(1)根据左手定则，正离子向上偏转，所以α板带正电，电势高. (2)稳定发电时，若外电路断开，则离子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态， 有quB=g号，解得E=Bd, 《3》根据闭合电路欧姆定律，有I一R干7 E d ,为板间等离子体的电阻，且r=p 联立解得电阻率p的表达式为p= (Bdv-IR)S Id 14.答案(1)2.4N(2)4.52(3)1.52 解析(l)由题意可知，金属棒处于平衡状态，mg sin0=F安 则F安=2.4N F李=BIL emg sin 0 10 (2)F安=BIL,又E=I(R十r十Ro),则R=4.52 (3)当金属棒受到沿导轨平面向下的最大静摩擦力时，滑动变阻器接入电路的阻值 最小，电路中的电流最大. F'=BI'L B mg sin 0 0 F=mg cos6】 由受力分析及平衡条件可得mg sin0+Ff=F安' Fr=mg cos0,又由于F安'=BI'L,E=I(R'+r+R) 则滑动变阻器接入电路的最小阻值为R'=1.52 B卷素养提升 l.C根据安培定则可知cd直导线在a处产生的磁场方向垂直纸面向里，e∫直导线在 a处产生的磁场方向垂直纸面向外，而a离cd较近，可知a,点的磁场方向垂直纸面 向里，不等于零，A错误；根据左手定则可判断，cd导线受到的安培力方向向左，B错 误；根据安培定则可知，f导线在b处产生的磁场方向垂直纸面向外，C正确；同时 改变两导线的电流方向，两导线所在位置的磁场方向均与原来相反，两导线受到的 安培力方向均不变，D错误. 2.C南、北两极的地磁场几乎与地面垂直，由洛伦兹力的特点可知，地磁场对垂直射 向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱；在赤道附近的地磁场方向几 乎与地面平行，地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最 强，故A、B错误.根据左手定则可知，地磁场会使沿地球赤道平面垂直射来的宇宙射 线中的带正（负）电粒子在洛伦兹力作用下向东（西）偏转，故C正确，D错误. 3.B由题意知，要想得到以M为中心的亮线PQ,则电子束既要向上偏转，又要向下 偏转，所以磁场的磁感应强度B随时间t变化时，应有方向改变，C、D错误；A项中 磁感应强度大小一定，则电子束受到的洛伦兹力大小相同，偏转量也相同，向同一方 向偏转的电子都打到同一，点，不能得到连续的亮线，A错误；在B项中磁感应强度随 时间变化的规律下，可得到亮线PQ,B正确. 4.A通过导线的电流为I=9_m四St=gS,故A正确；导线受到的安培力的方向 由左手定则判断，则B错误；每个粒子所受的洛伦兹力为F洛=qB,通电导线受到 的安培力为F=nvtSqvB=nqBSto,则C错误；洛伦兹力方向反向，导线所受到的安 培力方向也反向，则D错误. 5.C这四段导线的有效长度相同，等于AB的长度，根据左手定则可知，四段导线受 到的安培力方向相同，A错误；四段导线的粗细相同、材料相同，ADB段最短，所以 ADB段电阻最小，同理，AEB段的电阻小于AFB段电阻，给AB两端加上恒定电 压，这四段导线是并联，所以流过ADB段的电流最大，流过AEB段的电流大于流过 AFB段的电流，由安培力公式F=ILB知，ADB段受到的安培力最大，同理，AEB段 受到的安培力大于AFB段受到的安培力，C正确，B、D错误. 6.C通过MN段、MPN段的电流均由M→N,由左手定则可知，MN段与MPN段所 受安培力方向均平行于线框平面向上，A错误.设半圆形单匝导线框的半径为r,根 定律R=PS可得--号MN段与MPN段为并联关系，可 相等，根据欧姆定律可得-R心=，B错误，巴知MN段所受安培力大小为 F,则有F=BIMN·2r;MPN段受安培力的等效长度为2r,MPN段所受安培力大 小为F'=B1MPN·2r=B·二IM·2r=2·BI·2=2S,C正确.半国形线框 所受安培力大小为F卷=F+F=F+2=x十2)E,D错误. 参考答案69