第一章 安培力与洛伦兹力 单元同步训练卷（Word版含答案）

第1章 安培力与洛伦兹力 单元同步训练卷
一、单选题
1．（2021·重庆市求精中学校高二阶段练习）一个带正电的微粒（重力不计）初速度水平向右，进入如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时会向下偏转，则欲使微粒在电磁场中恰能沿水平直线运动，则应采用的方法是（　　）
A．增大电荷质量 B．增大电荷量
C．增大磁感应强度 D．减小入射速度
2．（2021·重庆市求精中学校模拟预测）将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　）
A．线框会转动是由于受到电场力的作用
B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动
D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动
3．（2022·广西桂林·高二期末）如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带正电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射。它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示。若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，则可以采取下列的正确措施为（　　）
A．使电场强度增大 B．使粒子电量增大 C．使入射速度减小 D．使磁感应强度增大
4．（2022·山东·泰安市基础教育教学研究室高二期末）在绝缘圆柱体上a、b两个位置固定有两个金属圆环，当两环通有图示电流时，b处金属圆环受到的安培力大小为；若将b处金属圆环移动到位置c且电流不变，则金属圆环受到的安培力大小为。今保持b处金属圆环原来位置与电流不变，在位置c再放置一个同样的金属圆环，并通有与a处金属圆环同向、大小为的电流，则在位置a的金属圆环受到的安培力（　　）
A．大小为，方向向右
B．大小为，方向向右
C．大小为，方向向左
D．大小为，方向向左
5．（2021·重庆市第七中学校高二阶段练习）如图，足够长的绝缘竖直杆处于正交的匀强电磁场中，电场方向水平向左、场强大小为E，磁场方向水平向里，磁感应强度大小为B。一质量为m，电荷量为-q（q>0）的小圆环套在杆上（环内径略大于杆的直径）无初速下滑。若重力加速度大小为g，圆环与杆之间的动摩擦因数为（qEA． B．
C． D．
6．（2022·湖北·高二期末）如图所示，有宽度为，速度均为v的线状电子源，平行射入半径为R垂直平面向里的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B。在磁场区域的正下方距离d处，有一长为的金属板用于接收电子，若正对O点射入的电子恰好从P点射出磁场。电子质量为m，电量为e，不计电子重力及它们间的相互作用。则打到M点的电子在磁场中运动的时间为（　　）
A． B． C． D．
7．（2022·山东青岛·高三期末）如图甲，两根长度和质量都相同的金属直导线用绝缘丝线连接，再用绝缘丝线将悬挂在水平细杆上，中通有相同大小的电流，方向如图所示，两根导线的质量均为m，重力加速度为g。现在两导线所在空间施加与导线垂直斜向上的匀强磁场，磁场方向与竖直方向间夹角为30°，其截面图如图乙。下列说法正确的是（　　）
A．悬挂导线的丝线向右偏离竖直方向
B．上下每根丝线上的拉力大小分别为mg、
C．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则上面丝线上的拉力大小可能为0
D．若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则下面丝线与竖直方向间夹角将增大
二、多选题
8．（2021·福建·晋江市第一中学高三阶段练习）比荷相同的带电粒子M和N，经小孔S以相同的方向垂直射入匀强磁场中，M和N仅在洛伦兹力作用下运动的部分轨迹分别如图中虚线a、b所示。下列说法正确的是（　　）
A．M、N均带正电
B．N的速度大于M的速度
C．M、N在磁场中运行的周期相等
D．洛伦兹力对M、N均做正功
9．（2012·四川·彭州中学高二期末）如图所示，在虚线所包围的圆形区域内有方向垂直于圆面向里的匀强磁场，从磁场边缘的A点沿半径方向射入一束速率不等的质子，这些质子在磁场里运动的过程中（　　）
A．周期相同，但运动时间不同，速率大的运动时间长
B．半径越大的质子运动时间越短，偏角越小
C．质子在磁场中的运动时间均相等
D．半径不同，半径越大的质子向心加速度越大
10．（2022·贵州遵义·高二期末）两平行通电直导线P、Q靠得较近且具有弹性。如图所示，通电后P、Q均向外拓张，关于此现象，下列说法正确的是（　　）
A．导线P、Q受力大小相等
B．若只增大通过导线P的电流，导线Q则保持原来形变
C．导线P、Q间电流同向
D．导线P、Q间电流反向
11．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三阶段练习）如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L2中电流向与L3中的相同，L1与L3中的相反。下列说法正确的是（　　）
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面平行
C．L1，L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
三、填空题
12．（2021·辽宁朝阳·模拟预测）如图所示为质谱仪的原理图，某同学欲使用该装置测量某带正电粒子的比荷。粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后，进入速度选择器，选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场方向如图，匀强电场的场强为E。带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点既垂直直线又垂直于磁场的方向射入偏转磁场。偏转磁场是一个以直线为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。已知偏转磁场的磁感应强度为，带电粒子的重力可忽略不计。
(1)为保证粒子在速度选择器中做直线运动，速度选择器a板需与电源___________（选填“正极”或“负极”）相连，b板需与电源___________（选填“正极”或“负极”）相连。
(2)射入偏转磁场粒子的速度为___________（用题目所给物理量字母表示）。
(3)为了测定粒子比荷，除了题目所给物理量，还需测量___________。
13．（2021·上海·复旦附中高三期中）实验证明：通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流强度，r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方，有一矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根轻质绝缘细线静止地悬挂着，如图所示。开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为；当MN通以强度为电流时，两细线内的张力均减小为；当MN内电流强度大小变为时，两细线内的张力均增大为。则电流的大小为________A；当MN内的电流强度为时两细线恰好同时断裂，则在此断裂的瞬间线圈的加速度大小为________g。（g为重力加速度）
14．（2021·上海市金山中学高二期末）如图所示，电源E，导线，导电细软绳ab、cd，以及导体棒bc构成闭合回路，导电细软绳ab、cd的a端和d端不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd所在平面与过ad的竖直平面成30°，已知ad和bc等长且都在水平面内，导体棒bc中的电流I=2A，导体棒的长度L=0.5m，导体棒的质量m=0.5kg，g取10m/s2，关于磁场的最小值为____，方向___。
四、解答题
15．（2021·江西宜春·高二期末）如图所示，在平面直角坐标系中，整个第一象限（包括坐标轴上）存在一大小和方向均未知的匀强电场；有一质量为（重力不计）、带电量为的粒子从坐标原点以的速度沿y轴正方向射入电场，经后，以的速度到达x轴上的p点（图中未画出）。在第四象限存在一有界匀强磁场，粒子经匀强磁场后恰能沿y轴正方向回到坐标原点。求：
（1）op两点间电势差
（2）电场强度的大小及方向
（3）对应最小面积的有界匀强磁场的磁感应强度大小及粒子在磁场中运动的时间。
16．（2021·重庆市清华中学校高二阶段练习）如图所示，ab、cd为两根相距10cm的粗糙平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B = 1T。质量为0.2kg的金属棒MN垂直放置在导轨上。当通以4A的电流时，金属棒MN恰能沿导轨做匀速运动。已知g = 10m/s2，求：
（1）金属棒MN与导轨之间的动摩擦因数μ；
（2）若金属棒中电流为10A，则棒能获得的加速度大小。
17．（2022·福建·模拟预测）如图所示，xOy为平面直角坐标系，在第二象限内有匀强电场、方向沿y轴的负方向。正方形OABC在第四象限内，边长为a，内有垂直平面向外的匀强磁场。一粒子源发射器不断发射质量为m、电量为q的带正电的粒子，发射速率为，将粒子源放在点，使其沿x轴正方向发射粒子，粒子都能从O点进入磁场，并从BC边垂直于边界射出。不计粒子重力，求：
（1）第二象限内电场强度的大小E和OABC区域内的磁感应强度大小B；
（2）只改变粒子源放置的位置，但使其仍以沿x轴正方向发射粒子，要使粒子仍能从O点进入磁场，粒子源所在的位置纵坐标y与横坐标x应满足的关系。
（3）在粒子源位置坐标满足（2）条件下，且横坐标在-2L到0之间改变时，求磁场中有粒子经过的区域的面积。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．D
5．D
6．B
7．D
8．AC
9．BD
10．AD
11．AB
12． 正极 负极 长度
13． 1 2
14． 2.5 b到a
15．（1）200V；（2），方向与x轴正向的夹角满足：；（3），
16．（1）0.2；（2）3m/s2
17．（1），；（2）；（3）
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