第一章 安培力与洛伦兹力 同步训练（Word版含答案）

第1章 安培力与洛伦兹力 同步训练单元卷
一、单选题
1．（2022·重庆巴蜀中学高三阶段练习）如图所示，在平面直角坐标系的y轴右侧、以原点O为圆心半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于平面并指向纸面里。在坐标原点O有一个粒子发射源，可以沿x轴正方向先后发射质量相同、速度大小分别为、，电性相反电荷量分别为、的两个粒子（重力均不计）。粒子在磁场中运动一段时间后从点离开磁场；粒子在磁场中运动一段时间后从点离开磁场。已知、、，则为（　　）
A．1：2 B．1：4 C． D．
2．（2022·重庆市涪陵第五中学校高三阶段练习）如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为，且，当不计重力的带电粒子从磁场区域运动到磁场区域时，粒子的（　　）
A．速率将加倍 B．轨迹半径将减半
C．周期将加倍 D．做圆周运动的角速度将减半
3．（2022·山西晋中·一模）电磁泵是利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力差，从而推动流体运动的一种装置。如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为、在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直于长方体侧面向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在输出电压为U的电源上，则（　　）
A．电源正极应接泵体下表面
B．通过泵体的电流I=σUL1
C．其他条件不变，磁场方向反向，电磁泵仍可以正常工作
D．减小液体的电导率可获得更大的抽液高度h
4．（2022·陕西·西安博爱国际学校高二期末）如图所示，将长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的“V”形，并置于与其所在平面垂直的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B。当该“V”形导线受到的安培力大小为F时，通电导线中的电流为（　　）
A． B． C． D．
5．（2021·山东·青岛二中高二期中）如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于（为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为（　　）
A． B． C． D．
6．（2022·河北·高三学业考试）等边三角形ABC的边长为2a，三角形内切圆区域内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（磁场未画出），内切圆圆心为O。现有一个质量为m、带电荷量为的粒子从A点沿AO方向射入三角形区域后，恰好从C点离开。不计粒子重力，则粒子在三角形区域内运动的时间为（　　）
A． B． C． D．
7．（2022·湖南·长郡中学高三阶段练习）真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）沿着与MN夹角为θ的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。则粒子射入磁场的速度大小v0和在磁场中运动的时间t可能为（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
8．（2022·重庆复旦中学高二开学考试）如图，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心 射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出。增大粒子射入磁场的速率，下列判断正确的是（　　）
A．该粒子带正电 B．从bc间射出
C．从ab间射出 D．在磁场中运动的时间变短
9．（2022·湖南衡阳·一模）如图所示，在xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外，磁感应强度的匀强磁场，第四象限存在沿x轴负方向的匀强电场，电场强度，ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板，长度为ON=9m，M点为x轴正方向上的一点，。现有一个比荷为的带正电小球（可视为质点且重力不计），从挡板下端N处小孔的右侧某处由静止释放，经匀强电场加速后从N处小孔沿x轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电荷量不变，小球最后都能经过M点，则带电小球从释放点到N点距离的可能值为（结果保留2位有效数字）（　　）
A．2.5m B．2.8m C．4.0m D．5.0m
10．（2022·四川成都·高三阶段练习）如图，直径分别为D和2D的两同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（I区）和小圆内部（II区）均存在垂直于圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m、电荷量为+q的粒子由小孔下方处由静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，从H点紧靠大圆内侧射入磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　）
A．两极板间的电场强度大小为
B．若粒子的运动轨迹与小圆相切于Q点，则I区的磁感应强度大小为
C．若I区、II区的磁感应强度大小分别为、，粒子运动一段时间后再次经过H点，则此过程中粒子在磁场中运动的路程为5.25πD
D．若I区、II区的磁感应强度大小分别为、，粒子运动一段时间后再次经过H点，则此过程中粒子在磁场中运动的时间为
11．（2022·四川省金堂中学校高三阶段练习）如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为+q，电场强度为E、磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的加速度逐渐增大
B．小球的机械能和电势能的总和不断减小
C．下滑加速度最大时的速度时
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度一定是
三、填空题
12．（2021·上海·模拟预测）用如图等臂天平可测量磁感应强度B，天平右侧下方悬挂的矩形线圈宽为L，共N匝。虚线框中匀强磁场垂直于纸面，线圈通以图示方向的电流I时，天平平衡。保持电流大小不变，改变其方向，从左盘中移动质量为m的砝码至右盘，使天平重新平衡。由此可知磁场的方向垂直纸面向_______，磁感应强度大小B=___________。（已知重力加速度g）
13．（2020·陕西省宝鸡市金台区教育局高二期中）目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图所示表示出了它的原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，磁场中有两块金属A、B，这时金属板上就会聚集电荷，从而在两板之间形成一定的电压，A、B两板就相当于一个电源，则图中A板是电源的________（选填“正极”或“负极”）。
14．（2013·湖南岳阳·高二期末）一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变），重力不计，从图中情况可以确定粒子带______电，粒子的运动方向从______（填“a到b”或“b到a”）。
四、解答题
15．（2022·安徽华星学校高二阶段练习）如图所示，平面直角坐标系第一象限存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小，第二象限存在垂直纸面向里的磁感应强度大小未知的匀强磁场。质量为m、电荷量为-q的粒子从x轴上的P点以与x轴负方向成=60°角斜向上的初速度v0垂直磁场射入，恰好从O点正上方的C点垂直于y轴射入匀强电场，最后打在x轴上的Q点。已知OC=L，不计粒子的重力，求：
（1）第二象限磁感应强度B的大小；
（2）粒子最后打在x轴上的Q点离O点的距离；
（3）如果保持电场与磁场方向不变而将它们位置左右对调，且磁感应强度大小，电场强度大小，仍将该粒子从P点以初速度v0沿某一方向发射仍能从O点正上方的C点射入匀强磁场，则粒子进入磁场后做圆周运动的半径是多少？
16．（2019·黑龙江·哈尔滨市第一六二中学校高二期中）光滑的金属导轨相互平行，它们在平面与水平面夹角为45°，磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场竖直向上穿过导轨，此时导轨上放一重0.1N、电阻0.2Ω的金属棒，导轨间距L=0.4m，导轨中所接电源的电动势为6V，内阻0.5Ω，其它的电阻不计，则欲使金属棒在导轨上保持静止，求：
（1）画出金属棒ab的截面（由b向a看）受力示意图，并标明其中电流的方向；
（2）金属棒ab受到的安培力大小；
（3）电阻的阻值R应为多大？
17．（2022·云南·昆明一中一模）如图所示，一边长为d=3.6m的正方形区域ABCD内，有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=1.0×10-3T。在AB的上方有一竖直向下的匀强电场，场强E=5.0×102N/C, AB为电场、磁场的分界线。在DA的延长线上距离A点间距为x的O点有一比荷为1.0×109C/kg的带正电的粒子由静止开始运动，不考虑粒子的重力，则:
（1）要使粒子从C点射出，求粒子源距A点的距离x;
（2）要使粒子从距离B点的P点位置射出，求x的可能值。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．B
4．B
5．B
6．A
7．B
8．BD
9．BD
10．AD
11．BC
12． 里
13．负极
14． 正 b到a
15．（1）；（2）2L；（3）
16．（1）0.1N；（2）11.3Ω
17．（1）；（2）4.0m或1.44m或2.25mm
答案第1页，共2页
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