第1章安培力与洛伦兹力基础练习（word版含答案）

第1章安培力与洛伦兹力基础练习2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成角，导线中通过的电流为I，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）
A．增大电流I
B．增加直导线的长度
C．使导线在纸面内顺时针转30°
D．使导线在纸面内逆时针转60°
2．如图所示，将六分之一圆弧导线固定于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，圆弧导线两端点A、C连线竖直。若给导线通以方向由A到C、大小为I的恒定电流，圆弧的半径为R，则导线受到的安培力的大小和方向是（ ）
A．，水平向左 B．，水平向右
C．，水平向左 D．，水平向右
3．在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，把一段导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流，导体棒摆开一定角度，如图所示。要使导体棒摆开的角度增大，以下操作可行的是（　　）
A．增加导体棒的质量 B．换成磁性较弱的磁铁
C．增大导体棒中的电流 D．改变导体棒中电流的方向
4．以下物理课本上的图例，没有用到控制变量法的实验是（　　）
A．研究影响平行板电容器的影响因素
B．通过图分析电容器放电量
C．探究导体电阻与其影响因素的定量关系
D．研究磁场对通电导线作用力影响因素
5．下列说法正确的是（　　）
A．磁感线从S极出发，终止于N极
B．磁感线的疏密程度表示该位置磁场的强弱
C．若通电导线不受安培力作用，则该处一定无磁场
D．线圈平面与匀强磁场垂直时，穿过该平面的磁通量为零
6．有三根相互平行的直导线a、b、c垂直纸面放置，且它们在同一连线上，已知这三根导线中电流大小分别为、和，且，电流方向如图所示，则（　　）
A．直导线c受到的安培力向左
B．直导线a受到的安培力一定向右
C．若只增大，导线c受到的安培力从c指向b
D．若只减小，导线c受到的安培力从c指向a
7．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中静止着甲、乙两根平行直导线，两导线的质量相同，长度相同，导线中的电流大小相同，甲导线中电流方向垂直纸面向外，乙导线中电流方向垂直纸面向里。甲导线位于水平地面上，乙导线处于空中，两导线的连线与水平方向成45°角，下列说法中正确的是（　　）
A．匀强磁场的方向可能垂直甲、乙连线斜向下
B．匀强磁场的方向可能沿甲、乙连线斜向下
C．水平地面对甲导线的支持力大于两导线重力之和
D．水平地面对甲导线的摩擦力水平向右
8．如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B，一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子沿磁场区域的直径方向从P点射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角，忽略重力及粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．粒子在磁场中运动的轨迹长度为
C．粒子在磁场中运动的时间为
D．圆形磁场区域的半径为
9．如图所示，一倾角为θ＝53°（图中未标出）的斜面固定在水平面上，在其所在的空间存在方向竖直向上、场强大小E＝2×106 V/m的匀强电场和方向垂直于竖直面向里、磁感应强度大小B＝4×105 T的匀强磁场．现让一质量m＝4 kg、电荷量q＝＋1.0×10－5 C的带电小球从斜面上某点（足够高）由静止释放，当沿斜面下滑位移大小为3 m时，小球开始离开斜面。g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。下列说法错误的是（　　）
A．小球离开斜面时的动能为18 J
B．小球从释放至刚要离开斜面的过程中，重力势能减小96 J
C．小球从释放至刚要离开斜面的过程中，电势能增加了60 J
D．小球从释放至刚要离开斜面的过程中，由于摩擦而产生的热量为30 J
10．如图，虚线MN上、下两侧是磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场，一个质量为m、带电荷量为-q的带电粒子（不计重力）以速度v，从P点沿与界面成=30°角的方向垂直磁场射入MN上方。若从此刻开始计时，则粒子运动到虚线MN所用的时间不可能为（　　）
A． B． C． D．
11．如图所示，电阻为4R的金属圆环固定于匀强磁场中，圆环所在平面与磁场方向垂直，a、b、c、d是圆环的四等分点。直流电源（图中未画出）的电动势为E，内阻为R。将a、c两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F1；将a、b两点与直流电源相接，圆环受到的安培力大小为F2.不考虑连接电源与圆环的导线的电阻，不考虑圆环的形变，下列判断正确的是（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，边长为L的正六边形abcdef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，正六边形中心O处有一粒子源，可在纸面内向各个方向发射不同速率带正电的粒子，已知粒子质量均为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．可能有粒子从ab边中点处垂直ab边射出
B．从a点垂直af离开正六边形区域的粒子在磁场中的运动时间为
C．垂直cf向上发射的粒子要想离开正六边形区域，速率至少为
D．要想离开正六边形区域，粒子的速率至少为
二、填空题
13．在匀强磁场中，一导线垂直于磁场方向放置，导线长度为0.1 m，导线中电流为5 A，若导线受到磁场力大小为0.28 N，则磁感应强度大小为___________T。
14．在匀强磁场中，有一段5cm的导线跟磁场垂直。当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B是____T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过它的电流减小为原来的一半，那么导线受磁场的作用力为______N。
15．如图所示，有一匀强磁场，磁感应强度B=2T，有一段长L=2m的导线垂直磁场方向放置，当导线中通以I=0.5A的水平向右的电流时，则导线所受安培力的方向是垂直导线___（填向上或向下）；导线所受到的安培力F的大小为___。
16．长为L的水平通电直导线放在倾角为的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为B的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为I1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为I2时导线平衡，那么样I1：I2= _________ ．
17．在匀强磁场中，有一段长为0.02m的直导线和磁场方向垂直。导线通过5A的电流时，受磁场力的作用是0.05N，则磁场的磁感应强度B为_______T。若撤去该直导线，则磁场的磁感应强度B为_______T。
三、解答题
18．如图甲，坐标系xOy，x轴水平向右，y轴竖直向上，空间存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直xOy平面向里，沿y轴存在一匀强电场(图中未画出）。一质量为M、长度为L的光滑绝缘杆CD，放置于y轴，杆的中点位置恰好与坐标原点O重合，现有一质量为m，带+q的小环套在杆的中点位置，恰好处于静止状态，重力加速度为g。
(1)求匀强电场的电场强度大小和方向；
(2)若杆以速度v沿+x方向匀速运动，求小环离开杆的上端C时的位置坐标；
(3)若t=0时刻撤去电场，同时有一外力F（未知）使杆沿+x方向平移，发现小环沿y方向运动的加速度ay随时间t变化如图乙（图中坐标值为已知量），t2时刻小环离开杆的上端C；请你写出杆沿+x方向运动时速度vx随时间L变化的关系式，并求出0~t2时间内外力F做的功。
19．如图所示，以ab为边界的两匀强磁场的磁感应强度为B1=2B2=B，现有一质量为m、带电荷量＋q的粒子从O点以初速度v沿垂直于ab方向发射。求出粒子发射后第7次穿过直线ab时所经历的时间及离开点O的距离。（粒子重力不计）
20．如图（a）所示，两个平行的金属板间接有图（b）所示的交变电压，板长为L＝0.4m，板间距d＝0.2m。在金属板的右侧即磁场的理想左边界，磁场区域足够大。磁感应强度B＝5×10﹣3T，方向垂直纸面向里，现有一带电粒子（不计重力）以v0＝105m/s速度沿着极板中线从左端射入极板间。已知粒子的荷质比为 ＝108C/kg，粒子通过电场区域的极短时间内，可以认为电场是恒定的。
（1）若粒子在t＝0时刻射入，求粒子在磁场中运动的射入点到出射点间的距离；
（2）证明任意时刻射入电场的粒子，在磁场中运动的射入点与出射点间的距离都相等；
（3）求粒子射出电场时的最大速度。
21．如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从M点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从N点射出。
（1）求电场强度的大小和方向；
（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从M点以相同的速度射入，经时间恰从圆形区域的边界射出，求粒子运动加速度的大小；
（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从M点射入，且速度为原来的2倍，请结合（2）中的条件，求粒子在磁场中运动的时间。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．B
5．B
6．C
7．B
8．B
9．C
10．B
11．D
12．C
13．0.56
14． 2 0.15
15． 向上 2N
16．1：cos；
17． 0.5 0.5
18．（1），方向为+y方向（2）（，）
（3）
19．；
20．（1）0.4m；（2）见解析；（3）
21．（1），方向水平向右；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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