第一章 安培力与洛伦兹力 单元测试卷（Word版含答案）

第一章 安培力与洛伦兹力 单元测试卷
一、单选题
1．（2022·河南·高三阶段练习）如图，ABCD为一矩形区域，一带电粒子以初速度v0从AB边的中点P，沿纸面垂直于AB边的方向射入。若该区域充满平行于AB边的匀强电场，该粒子经时间t1以速度v1从C点射出；若该区域换成垂直于纸面的匀强磁场，该粒子经时间t2以速度v2从D点射出。不计粒子重力，则（　　）
A．v1>v2，t1C．v1>v2，t1>t2 D．v1t2
2．（2020·黑龙江·哈尔滨市第一六二中学校高二期末）带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图，运动中经过b点，oa=ob=d，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感强度B之比为（　　）
A．v0 B．1 C．2v0 D．
3．（2021·山东·青岛二中高二期中）如图所示为一个质量为、电荷量为的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）。现给圆环向右的初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度一时间图象可能是如图中的（　　）
A． B．
C． D．
4．（2022·河南新乡·高二期末）已知通电长直导线周围激发磁场的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比。有四条垂直于纸面的长直固定导线，电流方向如图所示，其中、、三条导线到导线的距离相等，三条导线与的连线互成角，四条导线中的电流大小都为，其中导线对导线的安培力大小为。现突然把、导线的电流方向同时改为垂直于纸面向外，电流大小同时变为原来的2倍，则此时导线所受安培力的合力（　　）
A．大小为，方向为 B．大小为，方向为
C．大小为，方向为 D．大小为，方向为
5．（2022·广东·金山中学高二期末）如图所示，三个速度大小不同的同种带电粒子（重力不计），沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们的速度之比为（　　）。
A．1∶2∶3 B． C． D．
6．（2022·安徽省六安中学高二期末）如图所示，在平面直角坐标系xOy中，a、b为两根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等边三角形的两个顶点上，a、b导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。电子从c点沿垂直纸面的方向向外运动，则该电子所受洛伦兹力的方向是（　　）
A．x轴的正方向
B．x轴的负方向
C．y轴的正方向
D．y轴的负方向
7．（2022·河南濮阳·高三开学考试）如图所示，正方形abcd区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，O、P分别为bc、cd边的中点。a点有一质子源，可沿ad方向发射质子，当质子的速度分别为v1和v2时，其在磁场中的运动时间分别为t1、t2，并分别从O点、P点射出。不计质子重力，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．若将H从a点以速度v1沿ad方向射入时，粒子的出射点为O
C．若将H从a点以速度v1沿ad方向射入时，粒子在磁场中的运动时间为2t1
D．若将H从a点以速度v1沿ad方向射入时，粒子在磁场中的运动时间为2t2
8．（2022·安徽·合肥市第八中学高二期末）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能被加速，两个D形金属盒中有垂直于盒面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。如图所示，两D形盒间的狭缝很小，粒子穿过狭缝的时间可忽略，两D形盒接在电压为U、频率为f的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在回旋加速器中被加速，下列说法正确的是（　　）
A．A处粒子源产生的质子在磁场中运动的周期的一半和高频交流电的周期相等
B．若只增大交流电压U，则质子从回旋加速器中射出时的动能变大
C．若只增大D形盒的半径，则质子从回旋加速器中射出时的动能可能不变
D．若D形盒中磁感应强度大小B增大，则其所接交流电频率f必须增大才能使装置正常工作
9．（2022·江西·高二期末）质量为m，电阻率为，横截面积为S，长度为L的粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线悬挂，金属棒置于竖直方向的匀强磁场中，初始细线竖直，金属棒静止。现在MN两端加上大小为U的电压，使电流由M流向N，要使金属棒的绝缘细线静止时与竖直方向摆角成60°角，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．磁场方向竖直向上或向下，大小为
B．磁场方向竖直向上或向下，大小为
C．增长绝缘细线长度，其余条件不变，金属棒摆角将小于60°
D．增大金属棒长度，其余条件不变，金属棒摆角将大于60°
10．（2022·河南·郑州四中高二阶段练习）如图所示，质量为m、长度为L的一导体棒用细线悬挂在匀强磁场中，磁场方向平行于纸面．导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I，细线偏离竖直方向静止（　　）
A．若磁场方向竖直向下，则磁感应强度
B．若磁场方向平行于细线向下，则磁感应强度
C．若磁场方向水平向左，则磁感应强度
D．磁感应强度B的最小值为
11．（2022·江苏无锡·高三期末）如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为＋q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为θ=30°，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，则（　　）
A．两板间电压的最大值
B．能打到N板上的粒子的最大动能为
C．粒子在磁场中运动的最长时间
D．CD板上可能被粒子打中区域的长度
二、填空题
12．（2021·湖南·高二学业考试）根长2m的直导线，通有0.6A的电流，全部置于磁感应强度为0.1T的匀强磁场中。如果直导线与磁场的方向垂直，则其所受的安培力大小为_______N；如果直导线与磁场的方向平行，则其所受的安培力大小为_______；
13．（2021·上海·模拟预测）用如图等臂天平可测量磁感应强度B，天平右侧下方悬挂的矩形线圈宽为L，共N匝。虚线框中匀强磁场垂直于纸面，线圈通以图示方向的电流I时，天平平衡。保持电流大小不变，改变其方向，从左盘中移动质量为m的砝码至右盘，使天平重新平衡。由此可知磁场的方向垂直纸面向_______，磁感应强度大小B=___________。（已知重力加速度g）
14．（2021·北京·清华附中高二期末）如图所示，在坐标系中，原点的直线与轴正向的夹角，在右侧有一匀强电场，为该电场的左边界，电场无右边界；在第二、三象限内有一有界匀强磁场，磁场上边界与电场边界重叠（即为边）、右边界为轴、左边界为图中平行于轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。一带正电荷、质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射入磁场区域，并从点射出，粒子射出磁场时的速度方向与轴的夹角，大小为。粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且圆弧的半径为轴下方的磁场水平宽度的2倍。粒子进入电场后，在电场力的作用下又由点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。则
（1）点到轴的垂直距离为________。
（2）匀强电场的大小为________。粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间为_______。
三、解答题
15．（2022·河南·信阳高中高二开学考试）如图甲所示，在坐标系中，轴左侧有沿轴正方向的匀强电场，场强大小为；轴右侧有如图乙所示的大小和方向周期性变化的磁场，磁感应强度大小已知。磁场方向垂直纸面向里为正。时刻，从轴上的点无初速度释放一带正电的粒子，粒子的质量为，电荷量为（粒子重力不计），粒子第一次在电场中运动的时间与第一次在磁场中运动的时间相等，粒子第一次在磁场中运动的时间为，且垂直轴再次进入电场。求：
（1）点到点的距离；
（2）粒子经一个周期（）沿轴发生的位移。
16．（2022·新疆乌鲁木齐·一模）如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在匀强电场场强方向与x轴正方向的夹角=45°；在第四象限内存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向外。A点是x轴上的一点，到O的距离为a。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子以初速度v0垂直于电场方向从O点进入电场区域，继而通过A点进入磁场区域，然后再次进入电场区域。不计重力，求：
（1）电场强度的大小E；
（2）磁感应强度的最小值Bmin。
17．（2022·河南·一模）如图所示，ab为一足够大感光板，板下方有一匀强磁场，板面与磁场方向平行，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小B=0.60T，在到ab的距离处，有一个点状的放射源S，它在纸面内同时向各个方向均匀连续发射大量粒子，粒子的速度大小为，已知粒子的电荷与质量之比=5.0×107C/kg，粒子撞在感光板上则会被吸收。不考虑粒子重力及粒子间作用力，求：
（1）撞在感光板ab上的粒子在磁场中运动的最短时间；
（2）某时刻发射出来的粒子撞在感光板ab的粒子数与该时刻发射的总粒子数之比。
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参考答案：
1．A
2．C
3．D
4．A
5．D
6．B
7．D
8．D
9．B
10．B
11．A
12． 0.12 0
13． 里
14．
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
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