第一章 安培力与洛伦兹力 期末复习能力提升练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 本试卷为高中物理选择性必修第二册第一章“安培力与洛伦兹力”期末单元能力提升卷，通过单选（6题）、多选（4题）、实验（2题）、解答（3题）的多样化题型，融合科技情境与问题梯度，强化物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|6|安培力作用（弹簧振动）、电磁炮原理、圆弧导体安培力、洛伦兹力与机械能|结合创客实验（题1）、电磁炮科技应用（题2），情境真实| |多选题|4|洛伦兹力做功、磁场中粒子运动轨迹、电子径迹分析、斜面磁场中物体运动|多过程分析（题7）、临界条件探究（题8），培养科学推理| |实验题|2|霍尔效应、安培力测磁感应强度|霍尔传感器（题11）联系科技前沿，实验设计注重证据获取（题12）| |解答题|3|导轨中导体棒平衡与加速、粒子磁场偏转、多磁场区域运动|综合应用安培力与洛伦兹力（题13），模型建构与数学推理结合（题15）|

选择性必修第二册第一章安培力与洛伦兹力能力提升练习全析全解 一、单选题 1．为了研究磁场对通电导线的作用，某创客社团的同学做了一个实验，如图所示，将一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象．下列说法正确的是（    ） A．通电后，可以观察到弹簧不断上下振动 B．如果改变电流方向，将观察不到现象 C．如果把水银换成纯净水，观察到的现象不变 D．弹簧产生该现象的原因是通电后弹簧受到电场力作用 【答案】A 【详解】A．有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，故A正确； B．如果改变电流方向，接通后弹簧中有电流流过，也将会看到同样的现象，故B错误； C．如果把水银换成纯净水，因为纯净水不导电，接通后弹簧中无电流，观察不到该现象，故C错误； D．弹簧产生该现象的原因是通电后弹簧受到安培力的作用，故D错误。 故选A。 2．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其工作原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是（    ） A．减小电流的值 B．增加炮弹的质量 C．增大磁感应强度的值 D．缩短加速轨道长度 【答案】C 【详解】炮弹在磁场作用下沿导轨加速运动，设导轨宽度为L，导轨长度为x，由牛顿第二定律有 由匀变速直线运动规律有 知电磁炮的发射速度为 可见增大电流I的值，减小炮弹的质量，增大磁感应强度B的值，增大加速轨道长度，增大两平行导轨间的距离L，都能提高电磁炮的发射速度。 故选C。 3．如图所示，abc是半径为R的四分之三圆形金属导体，O为圆心，abc中通有图示方向、大小为I的恒定电流，在abc平面内有沿Oa方向范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。则abc所受安培力为（　　） A．，垂直于纸面向外 B．，垂直于纸面向里 C．，垂直于纸面向外 D．，垂直于纸面向里 【答案】B 【详解】通电后整个金属导体的有效长度为Oc，所以abc所受安培力大小为 根据左手定则可知，安培力的方向垂直纸面向里。 故选B。 4．如图所示，光滑绝缘直杆倾角为，杆上套一带负电的小球，匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度，不计空气阻力，小球从开始运动到返回出发点的过程中（　　） A．机械能减小 B．最大上滑位移为 C．上滑时间小于下滑时间 D．下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大 【答案】B 【详解】A．小球运动过程中，受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力的作用，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误； BC．小球上滑时，根据牛顿第二定律有 小球下滑时，根据牛顿第二定律有 所以小球上滑和下滑的加速度相等，即 则根据对称性可知，小球上滑的时间和下滑的时间相等；根据运动学公式可知，小球向上滑动的最大位移为，故B正确，C错误； D．小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力以及与杆垂直的弹力，根据可知，当小球向下加速时，其受到的洛伦兹力逐渐增大，若小球回到出发点时，其受到的洛伦兹力仍小于其重力垂直杆方向的分力，则根据平衡条件可知，杆对小球弹力的方向一直垂直杆斜向上，且大小一直减小；若小球回到出发点之前的某一瞬间，小球受到的洛伦兹力就增大到等于小球重力垂直杆方向的分力，则此时杆的弹力减小为0，之后根据平衡条件可知，杆对小球弹力的方向将由垂直杆斜向上变成垂直杆斜向下，且大小将随着速度的增大而增大，所以下滑时小球受到杆弹力的大小可能一直减小，也可能先减小后增大，故D错误。 故选B。 5．如图所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直，一带电量为+q，质量为m的粒子（不计重力）以速度v水平向右射入，粒子恰沿直线穿过，下列说法正确的是（　　） A．若带电粒子带电量为+2q，粒子将向下偏转 B．若带电粒子带电量为-2q，粒子仍能沿直线穿过 C．若带电粒子速度为2v，粒子将向下偏转 D．若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过 【答案】B 【详解】A．若粒子带电量为，平衡条件变为，仍然满足平衡，粒子不偏转，A错误； B．若粒子带电量为，电场力和洛伦兹力的方向同时反向，大小仍然满足，依然平衡，粒子仍沿直线穿过，B正确； C．若速度为，洛伦兹力，原正粒子洛伦兹力向上，粒子向上偏转，C错误； D．若粒子从右侧水平射入，电场力和洛伦兹力方向相同，合力不为零，粒子会偏转，不能沿直线穿过，D错误。 故选 B。 6．如图甲所示，有界匀强磁场I的宽度与如图乙所示的圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场I，从右边界射出时速度方向偏转了角；该粒子以另一初速度从N点沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了角。已知磁场I、Ⅱ的磁感应强度相同，不计粒子受到的重力，则与的比值为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】粒子运动轨迹如图所示 粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 由几何知识得， 则与的比值 故选D。 二、多选题 7．如图所示，绝缘粗糙水平面位于垂直于纸面向里的匀强磁场中，一电荷量、质量始终保持不变的带负电小物块以初速度在绝缘粗糙水平面上滑行一段时间后停止运动，下列说法正确的是（　　） A．物块滑动过程中，洛伦兹力对物块一定不做功 B．物块滑动过程中，物块可能克服洛伦兹力做功 C．物块滑动过程中，物块的加速度逐渐增大 D．物块滑动过程中，物块的加速度保持不变 【答案】AC 【详解】AB．物块滑动过程中，所受洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，A正确，B错误； CD．根据左手定则可知，小物块所受洛伦兹力竖直向上，根据牛顿第二定律有 又 联立得 根据题意可知，逐渐减小，所以加速度逐渐增大，C正确，D错误。 故选AC。 8．如图所示，在平面直角坐标系xOy中只有第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，点M的坐标为。一电荷量为、质量为m的带电粒子以某一速度从点M与y轴负方向成37°角垂直磁场射入第四象限，若不考虑粒子重力，已知，。下列说法正确的是（    ） A．粒子可能从y轴负方向射出磁场 B．当粒子恰好垂直穿过x轴时，粒子做匀速圆周运动的半径为 C．粒子在磁场中运动的最长时间为 D．若粒子能从x轴穿过，粒子的速度需大于 【答案】AD 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有 解得粒子做匀速圆周运动的半径为 若粒子的速度较小时，粒子做匀速圆周运动的半径也较小，粒子可能从y轴负方向射出磁场，故A正确； B．当粒子恰好垂直穿过x轴时，作出粒子的运动轨迹如图所示： 由几何关系可知 解得粒子做匀速圆周运动的半径为，故B错误； C．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 粒子在磁场中做匀速圆周运动时转过的圆心角越大，其在磁场中运动的时间越长。由分析可知，当粒子从y轴负方向射出磁场时，转过的圆心角最大，其最大圆心角为 所以粒子在磁场中运动的最长时间为，故C错误； D．当粒子的运动轨迹恰好与轴相切时，其运动轨迹如图所示： 设此时粒子的半径为，则由几何关系有 解得 又因为 解得此时粒子的速度为 所以若粒子能从x轴穿过，粒子的速度需大于，故D正确。 故选AD。 9．处在匀强磁场中的氢气气泡室，常用于检测高能粒子的径迹。当某一电子从a处进入气泡室后，其运动的轨迹如图所示。已知电子在运动过程中比荷不变，则（   ） A．匀强磁场的方向垂直纸面向外 B．电子的动能越来越小 C．电子的周期越来越小 D．电子的向心加速度越来越大 【答案】AB 【详解】A．依据左手定则，匀强磁场的方向垂直纸面向外，故A正确； B．电子所受洛伦兹力提供向心力，由 得，可知随着半径的减小，运动速度越来越小，动能越来越小，故B正确； C．根据，可知电子运动的周期不变，故C错误； D．由，可知向心加速度越来越小，故D错误。 故选AB。 10．如图，一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面固定放置在水平面上，处在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在斜面上由静止释放一质量为m、电量大小为q的物体。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物体滑过一段距离s后离开斜面。下列分析正确的是（　　） A．物体带负电 B．物体下滑过程中因摩擦产生的热量为 C．物体沿斜面下滑距离s的平均速度小于 D．物体沿斜面下滑距离s所用时间为 【答案】AC 【详解】A．由于物体加速运动，受到的洛伦兹力垂直斜面向上才会离开斜面，根据左手定则可知，物体带负电，A正确； B．由于运动过程中摩擦力不断减小，因此物体下滑过程中摩擦产生的热量小于，B错误； C．物体离开斜面时速度满足 则 又由于物体做加速度增大的加速运动，则物体的平均速度小于，C正确； D．由于物体下滑是加速度增大的加速运动，物体的平均速度小于 则物体下滑距离s所用时间大于，D错误。 故选AC。 三、实验题 11．霍尔效应是电磁基本现象之一，由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路以及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称为霍尔传感器，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。图甲为使用霍尔元件来探测检测电流是否发生变化的装置示意图，铁芯竖直放置，霍尔元件放在铁芯右侧，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流强度成正比，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，测量原理如乙图所示，霍尔元件长为a，宽为b，厚度为h，前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路。      （1）霍尔元件所处位置的磁场方向为________（选填“竖直向下”、“竖直向上”、“水平向左”或“水平向右”）； （2）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，电势的高低如图乙所示，则材料中的载流子带________电（选填“正”或“负”）； （3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，霍尔元件的厚度为h，流过霍尔元件左右表面的电流为I，霍尔电势差为U，则霍尔元件所处区域的磁感应强度B的表达式为________； （4）当霍尔元件尺寸一定时，霍尔电势差增大，说明检测电流________（选填“增大”“减小”）。 【答案】 竖直向上 正 增大 【详解】（1）[1]根据右手安培定则可知霍尔元件所处位置的磁场方向为竖直向上； （2）[2]因为后表面的电势高于前表面的电势，根据左手定则，粒子在洛伦兹力的作用下偏向后表面，所以材料中的载流子带正电； （3）[3]前后表面的距离为b，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有 根据电流微观表达式，有 联立解得 （4）[4]根据 可知 霍尔电势差增大，说明检测电流增大。 12．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 (1)完成下列主要实验步骤中的填空： ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。 ③闭合开关S，调节R的值，使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D_____；然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量m2。 ④用米尺测量D的底边长度L。 (2)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_____（可以用绝对值符号）。 (3)判定磁感应强度方向的方法是：若_____，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 【答案】(1)重新处于平衡状态 (2) (3)m2＞m1 【详解】（1）③闭合开关S，调节R的值，使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态；然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量m2。 （2）开关断开时，D中无电流，D不受安培力，此时D所受重力 S闭合后，D中有电流，左右两边所受合力为0； 如果，有 则安培力方向向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向向外； 如果，有 则安培力方向向上，根据左手定则可知，磁感应强度方向向里； 综上所述，则 （3）如果，有 则安培力方向向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向向外。 四、解答题 13．如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，一根与导轨接触良好、质量为的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，g取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)ab棒受到的安培力大小； (2)ab棒与导轨间的动摩擦因数； (3)若仅把磁场方向反向，其他条件都不变，则导体棒开始运动时的加速度a多大？ 【答案】(1)4N (2)0.5 (3) 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得 安培力大小为 （2）对导体棒，沿斜面有 垂直斜面有 又 联立解得 （3）对导体棒，沿斜面根据牛顿第二定律可得 解得 14．如图所示，一束带电粒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，求： (1)粒子运动的轨迹半径r； (2)粒子的比荷； (3)粒子穿过磁场的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据几何关系，可得 （2）洛伦兹力提供向心力 解得 （3）设粒子做匀速圆周运动的周期为T，则 粒子穿过磁场的时间 15．如图，xOy直角坐标系第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，第二象限内有磁感应强度大小未知，方向垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。现有一质量为m，电荷量大小为q的带正电粒子，从第三象限内的P点（d，0.5d）以初速度v0沿x轴正方向入射，恰好从原点O进入第一象限的磁场，不计粒子重力。 (1)求第三象限内匀强电场的场强大小E； (2)为使粒子不再进入第三象限，求第二象限磁场的磁感应强度B2满足的条件； 【答案】(1) (2) 【详解】（1）从P点运动到O点，水平方向做匀速直线运动，有 竖直方向做匀加速直线运动，有 又因为 所以 即 （2）根据平抛运动的推论可知，粒子经过O点的速度，方向与x轴夹角为 由可得，粒子在第一象限做圆周运动的半径 如上图，由几何关系可知，粒子轨迹与y轴交点A到O点的距离 因为粒子不再进入第三象限，因此轨迹应该恰好与x轴相切，由几何关系可知 可得 又因为 可得 因此要粒子不再进入第三象限，则要求 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 选择性必修第二册第一章安培力与洛伦兹力能力提升练习 一、单选题 1．为了研究磁场对通电导线的作用，某创客社团的同学做了一个实验，如图所示，将一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象．下列说法正确的是（    ） A．通电后，可以观察到弹簧不断上下振动 B．如果改变电流方向，将观察不到现象 C．如果把水银换成纯净水，观察到的现象不变 D．弹簧产生该现象的原因是通电后弹簧受到电场力作用 2．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其工作原理如图所示：把待发炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个通电导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去。现要提高电磁炮的发射速度，你认为下列方案在理论上可行的是（    ） A．减小电流的值 B．增加炮弹的质量 C．增大磁感应强度的值 D．缩短加速轨道长度 3．如图所示，abc是半径为R的四分之三圆形金属导体，O为圆心，abc中通有图示方向、大小为I的恒定电流，在abc平面内有沿Oa方向范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。则abc所受安培力为（　　） A．，垂直于纸面向外 B．，垂直于纸面向里 C．，垂直于纸面向外 D．，垂直于纸面向里 4．如图所示，光滑绝缘直杆倾角为，杆上套一带负电的小球，匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度，不计空气阻力，小球从开始运动到返回出发点的过程中（　　） A．机械能减小 B．最大上滑位移为 C．上滑时间小于下滑时间 D．下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大 5．如图所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直，一带电量为+q，质量为m的粒子（不计重力）以速度v水平向右射入，粒子恰沿直线穿过，下列说法正确的是（　　） A．若带电粒子带电量为+2q，粒子将向下偏转 B．若带电粒子带电量为-2q，粒子仍能沿直线穿过 C．若带电粒子速度为2v，粒子将向下偏转 D．若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过 6．如图甲所示，有界匀强磁场I的宽度与如图乙所示的圆形匀强磁场Ⅱ的半径相等，一粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场I，从右边界射出时速度方向偏转了角；该粒子以另一初速度从N点沿半径方向垂直射入磁场Ⅱ，射出磁场时速度方向偏转了角。已知磁场I、Ⅱ的磁感应强度相同，不计粒子受到的重力，则与的比值为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 7．如图所示，绝缘粗糙水平面位于垂直于纸面向里的匀强磁场中，一电荷量、质量始终保持不变的带负电小物块以初速度在绝缘粗糙水平面上滑行一段时间后停止运动，下列说法正确的是（　　） A．物块滑动过程中，洛伦兹力对物块一定不做功 B．物块滑动过程中，物块可能克服洛伦兹力做功 C．物块滑动过程中，物块的加速度逐渐增大 D．物块滑动过程中，物块的加速度保持不变 8．如图所示，在平面直角坐标系xOy中只有第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，点M的坐标为。一电荷量为、质量为m的带电粒子以某一速度从点M与y轴负方向成37°角垂直磁场射入第四象限，若不考虑粒子重力，已知，。下列说法正确的是（    ） A．粒子可能从y轴负方向射出磁场 B．当粒子恰好垂直穿过x轴时，粒子做匀速圆周运动的半径为 C．粒子在磁场中运动的最长时间为 D．若粒子能从x轴穿过，粒子的速度需大于 9．处在匀强磁场中的氢气气泡室，常用于检测高能粒子的径迹。当某一电子从a处进入气泡室后，其运动的轨迹如图所示。已知电子在运动过程中比荷不变，则（   ） A．匀强磁场的方向垂直纸面向外 B．电子的动能越来越小 C．电子的周期越来越小 D．电子的向心加速度越来越大 10．如图，一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面固定放置在水平面上，处在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在斜面上由静止释放一质量为m、电量大小为q的物体。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物体滑过一段距离s后离开斜面。下列分析正确的是（　　） A．物体带负电 B．物体下滑过程中因摩擦产生的热量为 C．物体沿斜面下滑距离s的平均速度小于 D．物体沿斜面下滑距离s所用时间为 三、实验题 11．霍尔效应是电磁基本现象之一，由于霍尔元件产生的电势差很小，故通常将霍尔元件与放大器电路、温度补偿电路以及稳压电源电路等集成在一个芯片上，称为霍尔传感器，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。图甲为使用霍尔元件来探测检测电流是否发生变化的装置示意图，铁芯竖直放置，霍尔元件放在铁芯右侧，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流强度成正比，霍尔元件所处区域磁场可看作匀强磁场，测量原理如乙图所示，霍尔元件长为a，宽为b，厚度为h，前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路。      （1）霍尔元件所处位置的磁场方向为________（选填“竖直向下”、“竖直向上”、“水平向左”或“水平向右”）； （2）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，电势的高低如图乙所示，则材料中的载流子带________电（选填“正”或“负”）； （3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，霍尔元件的厚度为h，流过霍尔元件左右表面的电流为I，霍尔电势差为U，则霍尔元件所处区域的磁感应强度B的表达式为________； （4）当霍尔元件尺寸一定时，霍尔电势差增大，说明检测电流________（选填“增大”“减小”）。 12．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 (1)完成下列主要实验步骤中的填空： ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1。 ③闭合开关S，调节R的值，使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D_____；然后读出电流表的示数I，并用天平称出此时细沙的质量m2。 ④用米尺测量D的底边长度L。 (2)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=_____（可以用绝对值符号）。 (3)判定磁感应强度方向的方法是：若_____，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 四、解答题 13．如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源，一根与导轨接触良好、质量为的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，g取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)ab棒受到的安培力大小； (2)ab棒与导轨间的动摩擦因数； (3)若仅把磁场方向反向，其他条件都不变，则导体棒开始运动时的加速度a多大？ 14．如图所示，一束带电粒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，求： (1)粒子运动的轨迹半径r； (2)粒子的比荷； (3)粒子穿过磁场的时间t。 15．如图，xOy直角坐标系第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，第二象限内有磁感应强度大小未知，方向垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场。现有一质量为m，电荷量大小为q的带正电粒子，从第三象限内的P点（d，0.5d）以初速度v0沿x轴正方向入射，恰好从原点O进入第一象限的磁场，不计粒子重力。 (1)求第三象限内匀强电场的场强大小E； (2)为使粒子不再进入第三象限，求第二象限磁场的磁感应强度B2满足的条件； 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $