第一章 安培力与洛伦兹力 章末综合检测（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章 安培力与洛伦兹力 章末综合检测（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-19 07:39:26 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修第二册 第一章 章末综合检测
一、单选题
1．如图所示，将铝箔条折成天桥状“ ”，两端用胶纸粘牢固定于水平桌面上，且与电源、开关连成一回路， 蹄形磁体横跨过"天桥”放于桌面。当开关闭合时（ ）
A．桌面对蹄形磁体的支持力减小 B．蹄形磁体对桌面的压力不变
C．铝箔条中部向上方弯曲 D．铝箔条中部向下方弯曲
2．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁水平放置且右端固定，当电路中的滑动变阻器的滑片P移动时，条形磁铁仍然静止，但在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小，则滑片P移动方向和条形磁铁受到的摩擦力方向分别是（ ）
A．向右，向右 B．向左，向左 C．向左，向右 D．向右，向左
3．如图甲所示，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度．挂在天平右臂下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流，此时天平处于平衡状态．现保持边长MN和电流大小、方向不变，将该矩形线圈改为三角形线圈，挂在天平的右臂下方，如图丙所示．则( )
A．天平将向左倾斜 B．天平将向右倾斜
C．天平仍处于平衡状态 D．无法判断天平是否平衡
4．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是( )
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子可以带正电也可以带负电
D．粒子带正电
5．在粒子物理学的研究中，经常应用“气泡室”装置。粒子通过气泡室中的液体时能量降低，在它的周围有气泡形成，显示出它的径迹。如图所示为带电粒子在气泡室运动径迹的照片，气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。下列有关甲、乙两粒子的判断正确的是（ ）
A．甲粒子带正电 B．乙粒子带负电
C．甲粒子从a向b运动 D．乙粒子从d向c运动
6．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如上图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )
A．1.3 m/s，a正、b负 B．2.7 m/s，a正、b负
C．1.3 m/s，a负、b正 D．2.7 m/s，a负、b正
7．如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置示意图。速度选择器中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲=m乙＜m丙=m丁，v甲＜v乙=v丙＜v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（ ）
A．甲丁乙丙 B．甲乙丙丁
C．丙丁乙甲 D．丁甲乙丙
8．在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成斜向上的匀强磁场，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。已知棒与水平面间的动摩擦因数。若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为θ，则关于磁场的磁感应强度的大小B与θ的变化关系图象可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
9．如图所示，铜棒长，质量，两端由长为的轻铜线悬挂起来，铜棒保持水平，静止于竖直平面内，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，铜线与竖直方向的最大偏角为（不计空气阻力，，，），铜棒向上摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．铜棒的机械能增大 B．铜棒的机械能减小
C．铜棒中通电电流大小为 D．铜棒中通电电流大小为
10．如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板，如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的重力）（ ）
A．使初速度减为原来的
B．使M、N间电压加倍
C．使M、N间电压提高到原来的4倍
D．使初速度和M、N间电压都减为原来的
11．如图所示为回旋加速器的原理图，两个D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，两D形盒间接入一高频交流电源，用回旋加速器给A、B两个不同粒子分别加速，A粒子的电荷量为q1、质量为m1，加速后获得的最大动能为，最大速度为；B粒子的电荷量为q2、质量为m2，加速后获得的最大动能为，最大速度为，已知两次加速过程中所接入的高频交流电源频率相等，所加的匀强磁场也相同，则下列关系一定正确的是
A．， B．
C． D．
12．如图所示，在水平方向的匀强磁场中，放一粗糙的绝缘斜面，斜面倾角为α，磁场方向与斜面所在的竖直平面垂直，在斜面顶端从静止开始释放一个质量为m，带电量为q的小滑块，在小滑块下滑过程中，以下说法正确的是（ ）
A．若小滑块带负电，则它开始沿斜面做匀加速直线运动
B．若小滑块带正电，则它开始沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动
C．若小滑块带负电，当速度增加到时，小滑块将要离开斜面
D．若小滑块带负电，当它离开斜面时的加速度为零
三、实验题
13．如图所示，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M，N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等．用磁传感器测量轴线上M、N之间各点的磁感应强度B的大小，并将磁传感器顶端与M点的距离记作x.
(1)如果实验操作正确，得到的Bx图象应为图2中的______________
(2)本实验中用到的传感器为_______________.
(3)请写出通电螺线管中轴线上各点磁感应强度大小随x变化的特点（请写出两个）
①_________________________________________________________；
②_________________________________________________________．
14．（1）如图所示的实验装置是用来研究________________ （选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”）的。
（2）实验前，开关断开，小磁针静止在水平桌面上，小磁针正上方的导线与小磁针的NS方向平行，此时，小磁针的N极指向地理_________（选填“北极”或“南极”）附近。
（3）开始实验，闭合开关，从上往下看，小磁针将沿_________（填“顺时针"或“逆时针"）偏转一定角度。
四、解答题
15．如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E；一质量为m、电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与原点O的距离为L，求此粒子运动的总路程（重力不计）.
16．如图所示，长的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，，求：
(1)小球的质量；
(2)在绳子伸直状态下将小球拉到绳与竖直方向的夹角为的位置由静止释放，小球回到原来静止位置时的动能。
17．如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一绝缘形管杆由两段直杆和一半径为R的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内.PQ、MN水平且足够长，半圆环MAP在磁场边界左侧，P、M点在磁场界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m、带电量为+q的小环套在MN杆，它所受到的电场力为重力的倍.现在M右侧D点静止释放小环，小环刚好能到达P点，
（1）求DM间的距离x0.
（2）求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小.
（3）若小环与PQ间的动摩擦因数为μ（设最大静止摩擦力与滑动摩擦力大小相等）.现将小环移至M点右侧6R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.
18．超导电磁炮是一种新型兵器，它的主要原理如图所示。在一次实验中，利用这种装置可以把质量为20g的弹体（包括金属杆EF的质量）由静止加速到10km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为10m，通过的电流恒为，轨道摩擦可忽略不计，求：
（1）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度多大；
（2）磁场力的最大功率多大；
（3）金属杆EF扫过的面积中的磁通量为多少。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
AB．根据左手定则可以判断铝箔条受到了向上的安培力，根据牛顿第三定律，蹄形磁体受到了向下的作用力，则桌面对蹄形磁体的支持力增大，即蹄形磁体对桌面的压力增大，故A B错误；
CD．根据左手定则可以判断铝箔条受到了向上的安培力，所以铝箔条中部向上弯曲，故C正确D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极。右端是S极。所以条形磁铁受到通电螺线管对它向右的引力。
由于通电螺线管引力的作用，使得条形磁铁有了向右运动的趋势，所以在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向向左。
由于条形磁铁始终处于平衡状态，所以摩擦力始终等于引力，故若使得摩擦力变小，所以此时的吸引力变小，故此时该电路的电流会变小，所以该电路的电阻变大，故滑片应该向右移动。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
天平原本处于平衡状态，线圈受到向上的安培力作用；由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，将该矩形线圈改为三角形线圈，则有效长度最短，磁场强度B和电流大小I不变，所以所受的安培力变小，则天平向右倾斜。
故选B．
点睛：本题主要考查了安培力，在计算通电导体在磁场中受到的安培力时，一定要注意F=BIL公式的L是指导体的有效长度．
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．粒子在云室中运动时，速度逐渐减小，根据
可知其运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由a到b，故A正确；B错误；
CD．运动方向由a到b，磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧，故由左手定则可知该电荷带负电，故CD错误。
故选A。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可得
则轨道半径随速度减小而减小，因粒子运动时能量减小，则速度减小，轨道半径减小，则甲粒子从b向a运动，根据左手定则可知，甲粒子带负电；乙粒子从d向c运动，根据左手定则可知，乙粒子带正电；
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏．则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有
所以
故A正确．
7．A
【解析】
【详解】
由题可知，四个离子只有两个离子通过速度选择器，通过速度选择器的条件为
得通过速度选择器得速度满足
所以可判断通过速度选择器的离子的速度相等，则通过速度选择器的离子为乙和丙，没有通过速度选择器的为甲和丁。
离子在进入速度选择器时受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，当洛伦兹力大于电场力，离子的运动轨迹偏向上方，当洛伦兹力小于电场力，离子的运动轨迹偏向下方，所以打在P1的离子是甲，打在P2的离子是丁。
通过速度选择器的离子在磁感应强度B2的磁场中做匀速圆周运动，有
得
因为乙和丙得速度相等，所以质量大得半径大，所以打在P3的离子是乙，打在P4的离子是丙。
故选A。
8．C
【解析】
【详解】
棒受力如图所示
则
得
所以C正确，ABD错误。
故选C。
9．AD
【解析】
【详解】
AB．铜棒向上摆动过程中，安培力一直做正功，则铜棒的机械能一直增加，故A正确，B错误；
CD．铜棒向上摆动过程中，根据动能定理有
FAlsin37°-mgl（1-cos37°）=0
解得
FA=0.2N
根据
FA=BIL
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
10．BD
【解析】
【详解】
A．粒子刚好能达到B金属板时，根据动能定理得
qU=0
现在使带电粒子能到达MN板间距的处返回，则电场力做功等于。当初速度为，U不变，则带电粒子动能的变化
△Ek=0 =
小于到达中点时电场力做的功，粒子无法到达。故A错误；
B． 电压变为原来的2倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v，则由动能定理
与 qU=0 对比可知
v=0
即带电粒子到达M、N板间距的后速度减为零，然后返回，选项B正确；
C．电压变为原来的4倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v′，则由动能定理
与 qU=0 对比可知v′<0即带电粒子无法到达到达M、N板的中点处就要返回，选项C错误；
D． 使初速度和M、N间电压都减为原来的，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功
W= q()= qU
带电粒子动能的变化
△Ek=0 = = qU
故D正确。
故选BD。
11．BC
【解析】
【详解】
AC．由于两个粒子在同一加速器中都能被加速，则两个粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，由可知，两粒子的比荷一定相等，即，选项A错误，选项C正确；
B．粒子最终获得的速度，由于两粒子的比荷相等，因此最终获得的速度大小相等，选项B正确；
D．粒子最后获得的最大动能
由于粒子的比荷相等，因此
选项D错误；
故选BC.
12．BC
【解析】
【详解】
A．小滑块带负电在斜面上开始下滑时受重力、支持力、垂直斜面向上的洛伦兹力和滑动摩擦力，将力分解有
联立可得
由此关系式可知，在小滑块脱离斜面之前加速度大小随时间的增大而增大，故A错误；
B．当小滑块带正电，运动时受洛伦兹力垂直斜面向下，其余力方向不变则有
结合上面的不变的式子联立可得
由此式可知，在小滑块停止之前加速度随时间增加而减小，故B正确；
CD．小滑块带负电，受垂直斜面向上的洛伦兹力，当支持力为0时物块即将脱离斜面，此时有
联立可得
，
故C正确D错误。
故选BC。
13． B 磁传感器 轴线上各点的磁感应强度随 x 先增大后减小 通电螺线管中轴线上中心两侧对称点的磁感应强度大小基本相等
【解析】
【详解】
(1)[1]从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，由图示可知，图象B正确ACD错误；
(2)[2]根据题意可知，测量磁场，所以用的是磁传感器
(3)[3][4] 由图象B可知，螺线管的磁场特点是：①轴线上各点的磁感应强度随x先增大后减小．②通电螺线管中轴线上中心两侧对称点的磁感应强度大小基本相等．
14． 电流的磁效应 北极 顺时针
【解析】
【详解】
(1)[1]如图的实验装置，是用来研究电流的磁效应的；
(2)[2]开关断开，导线中无电流，小磁针在地磁场作用下，小磁针的N极指向地理的北极附近；
(3)[3]闭合开关，导线中有向左的电流，由右手螺旋定则可知，小磁针所在位移的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针的N极向外，S极向里，从上往下看，小磁针将沿顺时针方向转动一定角度。
15．
【解析】
【详解】
根据题意，粒子从O点射出之后，先在磁场中做匀速圆周运动，设速度为v0，则有
qv0B=m
然后进入电场，在电场中先做匀减速直线运动，后又做匀加速直线运动，第二次回到x轴上，设减速位移大小为L0，有
v02=2·L0，
再次进入磁场，运动半周后第三次到达x轴，有L=4R，如图所示.
由上述等式可得总路程：
s=2π·R+2L0 =
16．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为
对小球受力分析，有重力、绳子的拉力和水平向右的电场力。根据共点力平衡条件和图中几何关系有
解得
(2)小球由静止释放后将绕悬点摆动，则在绳子伸直状态下将小球拉到绳与竖直方向的夹角为的位置由静止释放的过程中，根据动能定理有
解得
17．(1)4R (2) (3)mgR或
【解析】
【详解】
(1)由动能定理
qE=mg
得
(2)设小环在A点速度vA，由动能定理
得
由向心力公式：
解得
(3)若即，小环达P点右侧S1处静止
得
所以
若即，环经过往复运动，最后只能在PD之间运动，设克服摩擦力为W，则：
得
18．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）炮弹所受的安培力为
炮弹产生的加速度为
由运动学公式
联立可解得磁感应强度为
（2）磁场的最大功率为
（3）金属杆EF扫过的面积中的磁通量为
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．如图所示，将铝箔条折成天桥状“ ”，两端用胶纸粘牢固定于水平桌面上，且与电源、开关连成一回路， 蹄形磁体横跨过"天桥”放于桌面。当开关闭合时（ ）
A．桌面对蹄形磁体的支持力减小 B．蹄形磁体对桌面的压力不变
C．铝箔条中部向上方弯曲 D．铝箔条中部向下方弯曲
2．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁水平放置且右端固定，当电路中的滑动变阻器的滑片P移动时，条形磁铁仍然静止，但在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小，则滑片P移动方向和条形磁铁受到的摩擦力方向分别是（ ）
A．向右，向右 B．向左，向左 C．向左，向右 D．向右，向左
3．如图甲所示，用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度．挂在天平右臂下方的单匝矩形线圈中通入如图乙所示的电流，此时天平处于平衡状态．现保持边长MN和电流大小、方向不变，将该矩形线圈改为三角形线圈，挂在天平的右臂下方，如图丙所示．则( )
A．天平将向左倾斜 B．天平将向右倾斜
C．天平仍处于平衡状态 D．无法判断天平是否平衡
4．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是( )
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子可以带正电也可以带负电
D．粒子带正电
5．在粒子物理学的研究中，经常应用“气泡室”装置。粒子通过气泡室中的液体时能量降低，在它的周围有气泡形成，显示出它的径迹。如图所示为带电粒子在气泡室运动径迹的照片，气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。下列有关甲、乙两粒子的判断正确的是（ ）
A．甲粒子带正电 B．乙粒子带负电
C．甲粒子从a向b运动 D．乙粒子从d向c运动
6．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如上图所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )
A．1.3 m/s，a正、b负 B．2.7 m/s，a正、b负
C．1.3 m/s，a负、b正 D．2.7 m/s，a负、b正
7．如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置示意图。速度选择器中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲=m乙＜m丙=m丁，v甲＜v乙=v丙＜v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是（ ）
A．甲丁乙丙 B．甲乙丙丁
C．丙丁乙甲 D．丁甲乙丙
8．在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成斜向上的匀强磁场，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。已知棒与水平面间的动摩擦因数。若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为θ，则关于磁场的磁感应强度的大小B与θ的变化关系图象可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
9．如图所示，铜棒长，质量，两端由长为的轻铜线悬挂起来，铜棒保持水平，静止于竖直平面内，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动，铜线与竖直方向的最大偏角为（不计空气阻力，，，），铜棒向上摆动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．铜棒的机械能增大 B．铜棒的机械能减小
C．铜棒中通电电流大小为 D．铜棒中通电电流大小为
10．如图所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板，如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的重力）（ ）
A．使初速度减为原来的
B．使M、N间电压加倍
C．使M、N间电压提高到原来的4倍
D．使初速度和M、N间电压都减为原来的
11．如图所示为回旋加速器的原理图，两个D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，两D形盒间接入一高频交流电源，用回旋加速器给A、B两个不同粒子分别加速，A粒子的电荷量为q1、质量为m1，加速后获得的最大动能为，最大速度为；B粒子的电荷量为q2、质量为m2，加速后获得的最大动能为，最大速度为，已知两次加速过程中所接入的高频交流电源频率相等，所加的匀强磁场也相同，则下列关系一定正确的是
A．， B．
C． D．
12．如图所示，在水平方向的匀强磁场中，放一粗糙的绝缘斜面，斜面倾角为α，磁场方向与斜面所在的竖直平面垂直，在斜面顶端从静止开始释放一个质量为m，带电量为q的小滑块，在小滑块下滑过程中，以下说法正确的是（ ）
A．若小滑块带负电，则它开始沿斜面做匀加速直线运动
B．若小滑块带正电，则它开始沿斜面做加速度逐渐减小的加速运动
C．若小滑块带负电，当速度增加到时，小滑块将要离开斜面
D．若小滑块带负电，当它离开斜面时的加速度为零
三、实验题
13．如图所示，在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，M，N是通电螺线管轴线上的两点，且这两点到螺线管中心的距离相等．用磁传感器测量轴线上M、N之间各点的磁感应强度B的大小，并将磁传感器顶端与M点的距离记作x.
(1)如果实验操作正确，得到的Bx图象应为图2中的______________
(2)本实验中用到的传感器为_______________.
(3)请写出通电螺线管中轴线上各点磁感应强度大小随x变化的特点（请写出两个）
①_________________________________________________________；
②_________________________________________________________．
14．（1）如图所示的实验装置是用来研究________________ （选填“电流的磁效应”或“磁场对通电导线的作用”）的。
（2）实验前，开关断开，小磁针静止在水平桌面上，小磁针正上方的导线与小磁针的NS方向平行，此时，小磁针的N极指向地理_________（选填“北极”或“南极”）附近。
（3）开始实验，闭合开关，从上往下看，小磁针将沿_________（填“顺时针"或“逆时针"）偏转一定角度。
四、解答题
15．如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E；一质量为m、电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与原点O的距离为L，求此粒子运动的总路程（重力不计）.
16．如图所示，长的轻质绝缘细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，，，求：
(1)小球的质量；
(2)在绳子伸直状态下将小球拉到绳与竖直方向的夹角为的位置由静止释放，小球回到原来静止位置时的动能。
17．如图所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一绝缘形管杆由两段直杆和一半径为R的半圆环组成，固定在纸面所在的竖直平面内.PQ、MN水平且足够长，半圆环MAP在磁场边界左侧，P、M点在磁场界线上，NMAP段是光滑的，现有一质量为m、带电量为+q的小环套在MN杆，它所受到的电场力为重力的倍.现在M右侧D点静止释放小环，小环刚好能到达P点，
（1）求DM间的距离x0.
（2）求上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小.
（3）若小环与PQ间的动摩擦因数为μ（设最大静止摩擦力与滑动摩擦力大小相等）.现将小环移至M点右侧6R处由静止开始释放，求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.
18．超导电磁炮是一种新型兵器，它的主要原理如图所示。在一次实验中，利用这种装置可以把质量为20g的弹体（包括金属杆EF的质量）由静止加速到10km/s。若这种装置的轨道宽2m，长为10m，通过的电流恒为，轨道摩擦可忽略不计，求：
（1）轨道间所加匀强磁场的磁感应强度多大；
（2）磁场力的最大功率多大；
（3）金属杆EF扫过的面积中的磁通量为多少。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
AB．根据左手定则可以判断铝箔条受到了向上的安培力，根据牛顿第三定律，蹄形磁体受到了向下的作用力，则桌面对蹄形磁体的支持力增大，即蹄形磁体对桌面的压力增大，故A B错误；
CD．根据左手定则可以判断铝箔条受到了向上的安培力，所以铝箔条中部向上弯曲，故C正确D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极。右端是S极。所以条形磁铁受到通电螺线管对它向右的引力。
由于通电螺线管引力的作用，使得条形磁铁有了向右运动的趋势，所以在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向向左。
由于条形磁铁始终处于平衡状态，所以摩擦力始终等于引力，故若使得摩擦力变小，所以此时的吸引力变小，故此时该电路的电流会变小，所以该电路的电阻变大，故滑片应该向右移动。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
天平原本处于平衡状态，线圈受到向上的安培力作用；由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，将该矩形线圈改为三角形线圈，则有效长度最短，磁场强度B和电流大小I不变，所以所受的安培力变小，则天平向右倾斜。
故选B．
点睛：本题主要考查了安培力，在计算通电导体在磁场中受到的安培力时，一定要注意F=BIL公式的L是指导体的有效长度．
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．粒子在云室中运动时，速度逐渐减小，根据
可知其运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由a到b，故A正确；B错误；
CD．运动方向由a到b，磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧，故由左手定则可知该电荷带负电，故CD错误。
故选A。
5．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据
可得
则轨道半径随速度减小而减小，因粒子运动时能量减小，则速度减小，轨道半径减小，则甲粒子从b向a运动，根据左手定则可知，甲粒子带负电；乙粒子从d向c运动，根据左手定则可知，乙粒子带正电；
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏．则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有
所以
故A正确．
7．A
【解析】
【详解】
由题可知，四个离子只有两个离子通过速度选择器，通过速度选择器的条件为
得通过速度选择器得速度满足
所以可判断通过速度选择器的离子的速度相等，则通过速度选择器的离子为乙和丙，没有通过速度选择器的为甲和丁。
离子在进入速度选择器时受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，当洛伦兹力大于电场力，离子的运动轨迹偏向上方，当洛伦兹力小于电场力，离子的运动轨迹偏向下方，所以打在P1的离子是甲，打在P2的离子是丁。
通过速度选择器的离子在磁感应强度B2的磁场中做匀速圆周运动，有
得
因为乙和丙得速度相等，所以质量大得半径大，所以打在P3的离子是乙，打在P4的离子是丙。
故选A。
8．C
【解析】
【详解】
棒受力如图所示
则
得
所以C正确，ABD错误。
故选C。
9．AD
【解析】
【详解】
AB．铜棒向上摆动过程中，安培力一直做正功，则铜棒的机械能一直增加，故A正确，B错误；
CD．铜棒向上摆动过程中，根据动能定理有
FAlsin37°-mgl（1-cos37°）=0
解得
FA=0.2N
根据
FA=BIL
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
10．BD
【解析】
【详解】
A．粒子刚好能达到B金属板时，根据动能定理得
qU=0
现在使带电粒子能到达MN板间距的处返回，则电场力做功等于。当初速度为，U不变，则带电粒子动能的变化
△Ek=0 =
小于到达中点时电场力做的功，粒子无法到达。故A错误；
B． 电压变为原来的2倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v，则由动能定理
与 qU=0 对比可知
v=0
即带电粒子到达M、N板间距的后速度减为零，然后返回，选项B正确；
C．电压变为原来的4倍，则带电粒子运动到MN板中点时设速度为v′，则由动能定理
与 qU=0 对比可知v′<0即带电粒子无法到达到达M、N板的中点处就要返回，选项C错误；
D． 使初速度和M、N间电压都减为原来的，则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功
W= q()= qU
带电粒子动能的变化
△Ek=0 = = qU
故D正确。
故选BD。
11．BC
【解析】
【详解】
AC．由于两个粒子在同一加速器中都能被加速，则两个粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，由可知，两粒子的比荷一定相等，即，选项A错误，选项C正确；
B．粒子最终获得的速度，由于两粒子的比荷相等，因此最终获得的速度大小相等，选项B正确；
D．粒子最后获得的最大动能
由于粒子的比荷相等，因此
选项D错误；
故选BC.
12．BC
【解析】
【详解】
A．小滑块带负电在斜面上开始下滑时受重力、支持力、垂直斜面向上的洛伦兹力和滑动摩擦力，将力分解有
联立可得
由此关系式可知，在小滑块脱离斜面之前加速度大小随时间的增大而增大，故A错误；
B．当小滑块带正电，运动时受洛伦兹力垂直斜面向下，其余力方向不变则有
结合上面的不变的式子联立可得
由此式可知，在小滑块停止之前加速度随时间增加而减小，故B正确；
CD．小滑块带负电，受垂直斜面向上的洛伦兹力，当支持力为0时物块即将脱离斜面，此时有
联立可得
，
故C正确D错误。
故选BC。
13． B 磁传感器 轴线上各点的磁感应强度随 x 先增大后减小 通电螺线管中轴线上中心两侧对称点的磁感应强度大小基本相等
【解析】
【详解】
(1)[1]从外部逐渐靠近螺线管两端时，磁场逐渐增强，在螺线管内部，磁场基本上是匀强磁场，磁感应强度大于螺线管端点的磁感应强度，螺线管的磁场关于中点对称，由图示可知，图象B正确ACD错误；
(2)[2]根据题意可知，测量磁场，所以用的是磁传感器
(3)[3][4] 由图象B可知，螺线管的磁场特点是：①轴线上各点的磁感应强度随x先增大后减小．②通电螺线管中轴线上中心两侧对称点的磁感应强度大小基本相等．
14． 电流的磁效应 北极 顺时针
【解析】
【详解】
(1)[1]如图的实验装置，是用来研究电流的磁效应的；
(2)[2]开关断开，导线中无电流，小磁针在地磁场作用下，小磁针的N极指向地理的北极附近；
(3)[3]闭合开关，导线中有向左的电流，由右手螺旋定则可知，小磁针所在位移的磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针的N极向外，S极向里，从上往下看，小磁针将沿顺时针方向转动一定角度。
15．
【解析】
【详解】
根据题意，粒子从O点射出之后，先在磁场中做匀速圆周运动，设速度为v0，则有
qv0B=m
然后进入电场，在电场中先做匀减速直线运动，后又做匀加速直线运动，第二次回到x轴上，设减速位移大小为L0，有
v02=2·L0，
再次进入磁场，运动半周后第三次到达x轴，有L=4R，如图所示.
由上述等式可得总路程：
s=2π·R+2L0 =
16．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)根据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为
对小球受力分析，有重力、绳子的拉力和水平向右的电场力。根据共点力平衡条件和图中几何关系有
解得
(2)小球由静止释放后将绕悬点摆动，则在绳子伸直状态下将小球拉到绳与竖直方向的夹角为的位置由静止释放的过程中，根据动能定理有
解得
17．(1)4R (2) (3)mgR或
【解析】
【详解】
(1)由动能定理
qE=mg
得
(2)设小环在A点速度vA，由动能定理
得
由向心力公式：
解得
(3)若即，小环达P点右侧S1处静止
得
所以
若即，环经过往复运动，最后只能在PD之间运动，设克服摩擦力为W，则：
得
18．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）炮弹所受的安培力为
炮弹产生的加速度为
由运动学公式
联立可解得磁感应强度为
（2）磁场的最大功率为
（3）金属杆EF扫过的面积中的磁通量为
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