第一章安培力和洛伦兹力单元检测 卷 （word版含答案）

第一章安培力和洛伦兹力 单元检测卷
一、单项选择题
1．如图所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为的V形，置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小和方向（平行于纸面）为（　　）
A．BIL 水平向左
B．BIL 水平向右
C．2BIL 水平向右
D．2BIL 水平向左
2．如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）．一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿过铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（ ）
A．2 B． C．1 D．
3．如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界EF射出，电子的速率应满足的条件是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为（　　）
A．2Δt B．Δt C．3Δt D．Δt
5．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子，带电荷量为q，质量为m，从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R，不计粒子重力，则（　　）
A．粒子经磁场偏转后一定能回到原点O
B．粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1
C．粒子完成一次周期性运动的时间为
D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R
二、多项选择题
6．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v=，那么（ ）
A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过
B．带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过
C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过
D．不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过
7．如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场。带电粒子（不计重力）第一次以速度沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转角；该带电粒子第二次以速度从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转角，则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的（　　）
A．半径之比为 B．速度之比为 C．时间之比为 D．时间之比为
8．如图所示，光滑绝缘轨道竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里，一带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。则可判定（　　）
A．小球在水平方向的运动一定是匀速直线运动
B．小球可能带正电，也可能带负电
C．若小球从B点由静止滑下，进入场区后也可以做匀速运动
D．若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏
三、填空题
9．徐老师用实验来探究自行车测速码表用的霍尔元件中自由电荷的电性。如图所示，设NM方向为x轴，沿EF方向（y轴）通入恒定电流I，垂直薄片方向（z轴）加向下的磁场B，测得沿___________（填“x”“y”或“z”）轴方向会产生霍尔电压，如果自由电荷为负电荷，则___________（真“M”或“N”）板电势高。
10．两块长5d、相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场。一大群电子从平行于板面的方向、以相等大小的速度v从左端各处飞入（图）.为了不使任何电子飞出，板间磁感应强度的最小值为_____。
.
四、解答题
11．如图，空间存在方向垂直于纸面(平面）向里的磁场．在区域，磁感应强度的大小为;区域，磁感应强度的大小为（常数)．一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度从坐标原点O沿轴正向射入磁场，此时开始计时，不计粒子重力，当粒子的速度方向再次沿轴正向时，求：
(1)粒子运动的时间；
(2)粒子与O点间的距离．
12．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示离子源S产生的各种不同正离子束速度可看作为零，经加速电场加速电场极板间的距离为d、电势差为加速，然后垂直进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中做匀速圆周运动，最后到达记录它的照相底片P上设离子在P上的位置与入口处之间的距离为x．
求该离子的荷质比；
若离子源产生的是带电量为q、质量为和的同位素离子，它们分别到达照相底片上的、位置图中末画出，求、间的距离．
13．如图所示，空间中有一直角坐标系，第一象限中存在方向平行于y轴向下的匀强电场，第二象限内，在圆心为、半径未知的圆形区域内，有垂直于纸面向里的匀强磁场，圆形区域与x轴和y轴相切，与y轴的切点为A点。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从x轴上的N点以速率射入第一象限，射入速度的方向和x轴负方向的夹角，一段时间后，粒子从A点平行于x轴射入磁场，经磁场偏转后到达x轴上的M点（未画出），粒子到达M点时速度方向与x轴负方向的夹角仍然为。已知O、N两点的距离为L，不计粒子受到的重力。求：
（1）圆形区域的半径R；
（2）匀强电场的电场强度大小E；
（3）圆形区域磁场的磁感应强度大小B。
参考答案
1．B 2．D 3．A 4．A 5．D 6．AC 7．AC 8．AD
9． M
10．
11．(1) (2)
【解析】
如图为粒子的轨迹
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
则有：
那么，
（1）根据左手定则可得：粒子做逆时针圆周运动；故粒子运动轨迹如图所示，则粒子在磁场区域运动半个周期，在磁场区域运动半个周期；那么粒子在磁场区域运动的周期，
在磁场区域运动的周期
所以，粒子运动的时间：
（2）粒子与O点间的距离：
12．（1） （2）
【解析】
(1)离子在电场中加速，由动能定理得：；
离子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：
由①②式可得：
(2)由①②式可得粒子在磁场中的运动半径是，则：
对离子，同理得：
则照相底片上、间的距离：；
13．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）将带电粒子在N点的速度分解，根据几何关系有
带电粒子在电场中做类平抛运动，设粒子运动的时间为t，根据类平抛运动的规律有，
解得
（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律可知粒子的加速度大小
粒子在y轴方向做匀加速直线运动，则
解得
（3）粒子从A点射入磁场时的速度大小
设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，根据几何关系有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
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