第一章 第2节磁场对运动电荷的作用力（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章 第2节磁场对运动电荷的作用力（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 658.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 12:52:41 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第2节磁场对运动电荷的作用力
挑战学霸
一、单选题
1． 沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家以磁石磨针锋。则能指南，然常微偏东，不全南也”。下列与地磁场有关说法正确的是（ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B．垂直地面射向赤道的负粒子受到向西的洛伦兹力
C．地球表面赤道附近的地磁场最强
D．地磁场南极在地理南极附近稍偏东
2． 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ ）
A．小物块一定带正电
B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为
3． 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．当磁感应强度B增大时，污水流速将增大
B．当污水中离子浓度升高，MN两点电压将增大
C．只需要测量磁感应强度B、直径d及MN两点电压U，就能够推算污水的流量
D．只需要测量磁感应强度B及MN两点电压U，就能够推算污水的流速
4． 如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环施以一个水平向右的瞬时初速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的情况不可能的是（ ）
A．始终做匀速运动
B．始终做减速运动，最后静止于杆上
C．先做加速运动，最后做匀速运动
D．先做减速运动，最后做匀速运动
5． 导线中带电粒子的定向运动形成了电流．带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横截面积为S，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是
A．由题目已知条件可以算得通过导线的电流为
B．题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断
C．每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为
D．改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变
6． 物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，现有物理量单位：（米）、（秒）、（牛）、（瓦）、（库）、（安）、（欧）和（特），由它们组合成的单位与电压单位（伏）等效的是（ ）
A． B． C． D．
7． 如图所示为磁流体发电机发电原理示意图，将一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒）射入磁场，磁场中有两块金属板P、Q，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。两金属板的板长为L1，板间距离为L2，匀强磁场的磁感应强度为B且平行于两金属板，等离子体充满两板间的空间，等离子体的初速度v与磁场方向垂直，当发电机稳定发电时，P板和Q板间电势差UPQ为（ ）
A．vBL1 B．vBL2 C． D．
8． 如图所示，虚线框中存在垂直纸面向外的匀强磁场B和平行纸面斜向下与竖直方向夹角为45°的匀强电场E．质量为m、电荷量为q的带负电的小球在高为h处的P点从静止开始自由下落，在虚线框中刚好做直线运动，则
A．电场强度
B．磁感应强度
C．小球在虚线框中可能做匀加速直线运动
D．不同比荷的小球从不同高度下落，在虚线框中仍可能做直线运动
9． 下列图片源于教科书。关于它们情景的说法中正确的是（ ）
A．图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，因为铝框中能产生感应电流，磁场对该感应电流的安培力使指针偏转
B．图乙是动圈式扬声器的结构示意图，当随声音变化的电流通过线圈，在安培力作用下线圈发生振动，从而带动纸盆振动发出声音，这样的扬声器不能当话筒使用
C．图丙是电子感应加速器中的俯视图，图中电子的运动方向为逆时针，为使电子沿轨道运动，轨道中的磁场方向应垂直纸面向内
D．图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有竖直裂缝，现让一块磁性很强的小磁铁依次从两管上方静止释放，小磁铁在左侧铝管中受到阻碍而缓慢下落，在右侧铝管中比左侧铝管中下落的快
10．如图所示为磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒）喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长（沿初速度方向）为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，理想电流表的示数为I，那么板间等离子体的电阻率为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．下列说法中正确的有（ ）
A．只要带电粒子在磁场中运动，就会受到洛仑兹力的作用
B．带电粒子在空间定向运动，其周围空间一定形成磁场
C．带电粒子垂直射入磁场中，必做圆周运动
D．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用
12．如图，在直角△abc的三个顶点处，各有一条固定的长直导线，导线均垂直△abc所在平面，a、b处导线中通有大小和方向均相同的电流I0，c处导线中的电流为I，下列说法正确的是（ ）
A．若I与I0方向相同，则a处导线受到的安培力方向可能与bc边平行
B．若I与I0方向相反，则a处导线受到的安培力方向可能与bc边平行
C．若I与I0方向相反，则a处导线受到的安培力方向可能与bc边垂直
D．若a处导线受到的安培力方向与bc边平行，则电流大小必满足I＞I0
13．如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿虚线斜向上做直线运动，L与水平方向成β角，且α>β，则下列说法中正确的是( )
A．液滴一定带负电 B．液滴一定做匀速直线运动
C．电场线方向一定斜向上 D．液滴有可能做匀变速直线运动
14．如图所示，相互正交的匀强电场方向竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，带有等量同种电荷的三个液滴在此空间中，a液滴静止不动，b液滴沿水平线向右做直线运动，c液滴沿水平线向左做直线运动，则下列说法中正确的是（ ）
A．三个液滴都带负电
B．液滴b的速率一定大于液滴c的速率
C．三个液滴中液滴c质量最大
D．液滴b和液滴c一定做的是匀速直线运动
15．目前世界上一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：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粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷,磁极配置如图所示，下列说法正确的是( )
A．A板带正电
B．有电流从b经用电器流向a
C．金属板A、B间的电场方向向上
D．等离子体发生偏转的原因是粒子所受洛伦兹力大于所受电场力
三、解答题
16．质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A，然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2.
17．如图所示，在正方形ABCD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度B=2T、正方形的边长为L=8cm，一质量为m=1.0×10-7kg、电量为q=2.0×10-6C的带电粒子，以v=2m/s的速度从AD的中点E沿图示方向垂直进入磁场，θ=53°，粒子重力不计、sin53°=0.8，cos53°=0.6，求∶
(1)带电粒子到达CD边某位置，求该位置到D点的距离；
(2)若要粒子从AD边射出，求磁感应强度满足的条件。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第2节磁场对运动电荷的作用力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C C A D B A D A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BCD BD BC ACD AD
三、解答题
16．3mg－qB 3mg＋qB
17．(1)8cm；(2)≥4.5T
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挑战学霸
一、单选题
1． 沈括在《梦溪笔谈》中记载了“方家以磁石磨针锋。则能指南，然常微偏东，不全南也”。下列与地磁场有关说法正确的是（ ）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极重合
B．垂直地面射向赤道的负粒子受到向西的洛伦兹力
C．地球表面赤道附近的地磁场最强
D．地磁场南极在地理南极附近稍偏东
2． 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ ）
A．小物块一定带正电
B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为
3． 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．当磁感应强度B增大时，污水流速将增大
B．当污水中离子浓度升高，MN两点电压将增大
C．只需要测量磁感应强度B、直径d及MN两点电压U，就能够推算污水的流量
D．只需要测量磁感应强度B及MN两点电压U，就能够推算污水的流速
4． 如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环施以一个水平向右的瞬时初速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的情况不可能的是（ ）
A．始终做匀速运动
B．始终做减速运动，最后静止于杆上
C．先做加速运动，最后做匀速运动
D．先做减速运动，最后做匀速运动
5． 导线中带电粒子的定向运动形成了电流．带电粒子定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．如图所示，设导线ab中每个带正电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，粒子的电荷量为q，导线的横截面积为S，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是
A．由题目已知条件可以算得通过导线的电流为
B．题中导线受到的安培力的方向可用安培定则判断
C．每个粒子所受的洛伦兹力为，通电导线所受的安培力为
D．改变适当的条件，有可能使图中带电粒子受到的洛伦兹力方向反向而导线受到的安培力方向保持不变
6． 物理关系式不仅反映了物理量之间的关系，也确定了单位间的关系，现有物理量单位：（米）、（秒）、（牛）、（瓦）、（库）、（安）、（欧）和（特），由它们组合成的单位与电压单位（伏）等效的是（ ）
A． B． C． D．
7． 如图所示为磁流体发电机发电原理示意图，将一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒）射入磁场，磁场中有两块金属板P、Q，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。两金属板的板长为L1，板间距离为L2，匀强磁场的磁感应强度为B且平行于两金属板，等离子体充满两板间的空间，等离子体的初速度v与磁场方向垂直，当发电机稳定发电时，P板和Q板间电势差UPQ为（ ）
A．vBL1 B．vBL2 C． D．
8． 如图所示，虚线框中存在垂直纸面向外的匀强磁场B和平行纸面斜向下与竖直方向夹角为45°的匀强电场E．质量为m、电荷量为q的带负电的小球在高为h处的P点从静止开始自由下落，在虚线框中刚好做直线运动，则
A．电场强度
B．磁感应强度
C．小球在虚线框中可能做匀加速直线运动
D．不同比荷的小球从不同高度下落，在虚线框中仍可能做直线运动
9． 下列图片源于教科书。关于它们情景的说法中正确的是（ ）
A．图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，因为铝框中能产生感应电流，磁场对该感应电流的安培力使指针偏转
B．图乙是动圈式扬声器的结构示意图，当随声音变化的电流通过线圈，在安培力作用下线圈发生振动，从而带动纸盆振动发出声音，这样的扬声器不能当话筒使用
C．图丙是电子感应加速器中的俯视图，图中电子的运动方向为逆时针，为使电子沿轨道运动，轨道中的磁场方向应垂直纸面向内
D．图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有竖直裂缝，现让一块磁性很强的小磁铁依次从两管上方静止释放，小磁铁在左侧铝管中受到阻碍而缓慢下落，在右侧铝管中比左侧铝管中下落的快
10．如图所示为磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒）喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长（沿初速度方向）为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，理想电流表的示数为I，那么板间等离子体的电阻率为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．下列说法中正确的有（ ）
A．只要带电粒子在磁场中运动，就会受到洛仑兹力的作用
B．带电粒子在空间定向运动，其周围空间一定形成磁场
C．带电粒子垂直射入磁场中，必做圆周运动
D．一切磁现象都起源于电流或运动电荷，一切磁作用都是电流或运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用
12．如图，在直角△abc的三个顶点处，各有一条固定的长直导线，导线均垂直△abc所在平面，a、b处导线中通有大小和方向均相同的电流I0，c处导线中的电流为I，下列说法正确的是（ ）
A．若I与I0方向相同，则a处导线受到的安培力方向可能与bc边平行
B．若I与I0方向相反，则a处导线受到的安培力方向可能与bc边平行
C．若I与I0方向相反，则a处导线受到的安培力方向可能与bc边垂直
D．若a处导线受到的安培力方向与bc边平行，则电流大小必满足I＞I0
13．如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿虚线斜向上做直线运动，L与水平方向成β角，且α>β，则下列说法中正确的是( )
A．液滴一定带负电 B．液滴一定做匀速直线运动
C．电场线方向一定斜向上 D．液滴有可能做匀变速直线运动
14．如图所示，相互正交的匀强电场方向竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，带有等量同种电荷的三个液滴在此空间中，a液滴静止不动，b液滴沿水平线向右做直线运动，c液滴沿水平线向左做直线运动，则下列说法中正确的是（ ）
A．三个液滴都带负电
B．液滴b的速率一定大于液滴c的速率
C．三个液滴中液滴c质量最大
D．液滴b和液滴c一定做的是匀速直线运动
15．目前世界上一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：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粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷,磁极配置如图所示，下列说法正确的是( )
A．A板带正电
B．有电流从b经用电器流向a
C．金属板A、B间的电场方向向上
D．等离子体发生偏转的原因是粒子所受洛伦兹力大于所受电场力
三、解答题
16．质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A，然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2.
17．如图所示，在正方形ABCD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度B=2T、正方形的边长为L=8cm，一质量为m=1.0×10-7kg、电量为q=2.0×10-6C的带电粒子，以v=2m/s的速度从AD的中点E沿图示方向垂直进入磁场，θ=53°，粒子重力不计、sin53°=0.8，cos53°=0.6，求∶
(1)带电粒子到达CD边某位置，求该位置到D点的距离；
(2)若要粒子从AD边射出，求磁感应强度满足的条件。
2021-2022学年人教版（2019）选择性必修第二册第一章第2节磁场对运动电荷的作用力（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C C A D B A D A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BCD BD BC ACD AD
三、解答题
16．3mg－qB 3mg＋qB
17．(1)8cm；(2)≥4.5T
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