第一章 安培力与洛伦兹力 单元测试与复习（Word版含答案）

第一章 安培力与洛伦兹力 同步测试与复习
一、单选题
1．（2021·全国·高二课时练习）如图为速度选择器示意图，、为其两个极板．某带电粒子以速度从射入，恰能沿虚线从射出．不计粒子重力，下列说法正确的是( )
A．极板的电势一个定高于极板的电势B．该粒子一定带正电
C．该粒子以速度2从射入，仍能沿虚线从射出
D．该粒子以速度从射入，也能沿虚线从射出
2．（2021·浙江·高考真题）在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直，则下列描述导线受到的安培力F的大小与通过导线的电流I的关系图象正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2021·浙江·高考真题）电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示．两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是（ ）
A．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同
B．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同
C．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力
D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力
4．（2021·浙江·高考真题）在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置，如图所示，有一种探测方法是，首先给金属长直管线上同上电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行一下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁场的最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L，由此可确定金属管线
A．平行于EF，深度为
B．平行于EF，深度为L
C．垂直于FE，深度为
D．垂直于EF，深度为L
5．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线EF、GH连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。当O中通以垂直纸面方向向里的电流时（　　）
A．长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为逆时针方向
B．半圆弧导线ECH受安培力大于半圆弧导线FDCG受安培力
C．EF所受的安培力方向垂直纸面向外
D．从上往下看,导线框将顺时针转动
6．（2021·全国·高二课时练习）如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场．质量为m、电荷量为＋q的粒子在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两极板间的电场中加速．每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变（设极板间距远小于R）．下列关于环形加速器的说法中正确的是（ ）
A．环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为＝
B．环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为
C．A、B板之间的电压可以始终保持不变
D．粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为＝
二、多选题
7．（2021·全国·高二课时练习）某同学对某种抽水泵的电磁泵模型进行了研究．如图泵体是一个长方体,ab边长为L1,左右两侧面是边长为L2的正方形,在泵头通入导电剂后液体的电阻率为ρ,泵体所在处有方向垂直纸面向外的匀强磁场B．工作时,泵体的上下两表面接在电压为U的电源(内阻不计)上．理想电流表示数为I,若电磁泵和水面高度差为h,不计水在流动中和管壁之间的阻力,重力加速度为g．则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电源提供的电功率为
C．电磁泵不加导电剂也能抽取不导电的纯水
D．若在t时间内抽取水的质量为m,这部分水离开电磁泵时的动能为UIt-mgh-I2t
8．（2021·山西大附中高三专题练习）如图所示，三条长直导线a、b、c都通以垂直纸面的电流，其中a、b两根导线中电流方向垂直纸面向外.o点与a、b、c三条导线距离相等，且处于oc⊥ab．现在o点垂直纸面放置一小段通电导线，电流方向垂直纸面向里，导线受力方向如图所示.则可以判断（ ）
A．o点处的磁感应强度的方向与F相同
B．长导线c中的电流方向垂直纸面向外
C．长导线a中电流I1小于b中电流I2
D．长导线c中电流I3小于b中电流I2
9．（2022·湖南·长郡中学高二期末）如图所示，一个理想边界为PQ、MV的足够大的匀强磁场区域，宽度为d，磁场方向垂直纸面向里．O点处有一体积可忽略的电子发射装置，能够在纸面所在平面内向磁场内各个方向连续、均匀地发射速度大小相等的电子，当电子发射速率为v0时，所有电子恰好都不能从MN边界射出磁场，则当电子发射速率为4v0时（　　）
A．电子的运动半径为4d
B．从MN边界射出的电子数占总电子数的三分之二
C．MN边界上有电子射出的总长度为2d
D．电子在磁场中运动的最长时间为
10．（2022·安徽·安庆市第二中学高二阶段练习）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．CD板上可能被粒子打中区域的长度
C．粒子在磁场中运动的最长时间 D．能打到N板上的粒子的最大动能为
11．（2021·全国·高二单元测试）竖直放置的固定绝缘光滑轨道由半径分别为R的四分之一圆周MN和半径r的半圆周NP拼接而成，两段圆弧相切于N点，R>2r，小球带正电，质量为m，电荷量为q。已知将小球由M点静止释放后，它刚好能通过P点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．若整个轨道空间加竖直向上的匀强电场E（Eq＜mg），则小球仍能通过P点
B．若整个轨道空间加竖直向下的匀强电场，则小球不能通过P点
C．若整个轨道空间加垂直纸面向里的匀强磁场，则小球一定不能通过P点
D．若整个轨道空间加垂直纸面向外的匀强磁场，则小球可能不能通过P点
三、填空题
12．（2022·福建·厦门一中高二阶段练习）如图所示是医用回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频交流电源相连，保持回旋加速器中所加磁场不变，分别加速氚核（H）和氦核（He），则加速氚核（H）和氦核（H）时所加高频电源的频率之比为________，氚核（H）和氦核（He）的最大速度之比为________。
13．（2021·湖南·高二学业考试）A、B是两种同位素的原子核，它们电荷相同，质量不相等。让A、B以相同的速度先后从S点沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，它们的运动轨迹如图中虚线所示，则A、B的质量大小关系mA_______mB（填“>”“二”或“<”），A、B在磁场中运动的时间大小关系tA_______tB（填“>”“二”或“<”）
14．（2021·重庆·高三阶段练习）如图，正方形abcd区域内有沿ab方向的匀强电场，一不计重力的粒子以速度v0从ab边的中点沿ad方向射入电场，恰好从c点离开电场。若把电场换为垂直纸面向里的匀强磁场，粒子也恰好从c点离开磁场。则匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度大小之比为______；粒子离开电场时和离开磁场时的速度大小之比为______。
四、解答题
15．（2022·全国·高三课时练习）如图1所示，在矩形ABCD区域里存在垂直于纸面方向的磁场，规定垂直纸面向里为磁场正方向，磁感应强度B按如图2所示规律变化。t=0时刻，一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子从B点以速率v0沿BC方向射入磁场，其中B0已知，T0未知，不计重力。
（1）若AB=BC，粒子从D点射出磁场，求AB边长度的可能值及粒子运动的可能时间；
（2）若AB:BC=：1，粒子仍从D点射出磁场，求AB边长度的可能值及粒子运动的可能时间。
16．（2022·全国·高三课时练习）如图所示，两个同心圆半径分别为r和2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。圆心O处有一放射源，放射出的粒子质量均为m、电荷量均为-q，假设粒子速度方向都和纸面平行，不计粒子重力。
（1）图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA与初速度方向的夹角为60°，要想使该粒子经过环形区域磁场一次后通过A点，则初速度的大小是多少
（2）要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少
17．（2021·黑龙江·佳木斯一中高二期末）质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子不计重力，在加速场中由静止加速后，该粒子沿着虚线匀速通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子的速度v的大小；
（2）速度选择器的电压U2；
（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．A
3．A
4．A
5．D
6．B
7．AD
8．BC
9．BC
10．ACD
11．AC
12．
13． > >
14． :
15．（1）（n=1，2，3，…），（n=1，2，3，…）；（2）（n=1，2，3，…），（n=1，2，3，…）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3）
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