第一章 安培力与洛伦兹力 单元综合练(word版含答案)

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名称 第一章 安培力与洛伦兹力 单元综合练(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-05-18 20:21:15

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选择性必修二 第一章 安培力与洛伦兹力 单元综合练
一、单选题
1.如图所示,高为h、宽为d的导体置于匀强磁场中,当电流通过导体时,导体的上表面A和下表面A′之间会产生电势差。若导体中的自由电荷为负电荷,则(  )
A.自由电荷定向移动的方向与电流方向相同
B.上表面A的电势比下表面A′的高
C.仅增大h,稳定时A、A′间电势差不变
D.仅增大d,稳定时A、A′间电势差增大
2.如图所示,金属板M、N水平放置。相距为d,M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔O1正对板Q上的小孔O2。M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场,将开关S闭合,在小孔O1处有一带负电的粒子,其重力和初速度不计,当变阻器的滑片P在AB的中点时,粒子恰能在MN间做直线运动,当滑动变阻器滑动触头向A点滑动到某一位置,则(  )
A.粒子在M、N间运动的过程中动能一定不变
B.粒子在M、N间运动的过程中动能一定增大
C.粒子运动轨迹为抛物线
D.当滑动变阻器滑片P移到A端时,粒子在M、N间运动轨迹为圆弧
3.图所示,直线OM上方存在着垂直纸面方向的匀强磁场(未画出),一电子从O点垂直OM射入磁场,经过时间t0从O点右侧某位置射出磁场.现使电子从O点向左上方射入磁场,速度方向与OM成150°角,则(  )
A.磁场方向垂直纸面向里,电子在磁场中经历的时间为 t0
B.磁场方向垂直纸面向外,电子在磁场中经历的时间为t0
C.磁场方向垂直纸面向里,电子在磁场中经历的时间为 t0
D.磁场方向垂直纸面向外,电子在磁场中经历的时间为t0
4.由12根互不连通的等长导线构成正方体abcd-efgh,若在ab边和dc边通上方向如图所示,大小为I的电流时,ab边受到的安培力大小为F,若在ef和hg边也通上和ab边、dc边方向相同,大小相等的电流时,则dc边受到的安培力大小为(已知通电直导线在周围形成的磁场,大小满足(  )
A. B. C. D.
5.如图所示,边长为a的正三角形区域内有垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场。现有一带正电、电荷量为q、质量为m的粒子,由边上距A点的P点,以初速度垂直边进入磁场,后从边离开磁场,则磁场磁感应强度的大小可能是(  )
A. B.
C. D.
6.如图所示,长度为d、质量为m的导体棒用绝缘细线悬挂并垂直纸面放置,导体棒中有方向由a指向b、大小为I的电流,导体棒处在水平向右的匀强磁场中.现改变匀强磁场方向,使其在竖直平面内逆时针缓慢转到水平向左,此过程中细线与竖直方向的最大夹角为30°,细线始终绷紧.已知重力加速度为g(安培力小于重力).则匀强磁场的磁感应强度B大小为(  )
A. B. C. D.
7.如图所示,两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上,当导线环中通有同向电流时,两导线环的运动情况是( )
A.互相吸引,电流大的环其加速度也大
B.互相排斥,电流小的环其加速度较大
C.互相吸引,两环加速度大小相同
D.互相排斥,两环加速度大小相同
8.如图所示,在半径为R的圆形(虚线)区域外存在着垂直纸面向外的匀强磁场,在此区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小都为B。某一放射性元素的原子核X开始时静止于边界上某点,放出一个粒子后变为原子核Y,衰变后两种粒子的轨迹如图中实线所示,半径大小分别为R1、R2,且,下列说法正确的是(  )
A.半径为R2的圆为原子核Y的轨迹 B.原子核X释放出的粒子为α粒子
C.原子核Y与粒子的电荷量之比为R1:R2 D.原子核Y与粒子在磁场中运动的周期一定相同
9.如图所示为“用质谱仪测定带电粒子质量”的装置示意图。速度选择器中场强E的方向竖直向下,磁感应强度B1的方向垂直纸面向里,分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中,若它们的质量关系满足m甲=m乙A.乙甲丙丁 B.甲丁乙丙 C.丙丁乙甲 D.丁甲丙乙
10.回旋加速器是高能物理研究中常用的仪器,它的工作原理如图所示,如果将加速的粒子由换成,不考虑相对论的影响,下列说法正确的是(  )
A.两粒子的最大动能之比为1:2
B.两粒子加速次数之比为2:1
C.两粒子加速次数之比为1:2
D.两粒子在回旋加速器中的加速周期相等
11.质谱仪又称质谱计,是分离和检测不同同位素的仪器。某质谱仪的原理图如图所示,速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E,匀强磁场的磁感应强度大小为,偏转磁场(匀强磁场)的磁感应强度大小为。中心处每隔时间放出一个初速度为零、电荷量为q的同种粒子,粒子经间的加速电场加速后进入速度选择器,恰好能匀速通过速度选择器进入偏转磁场做半径为R的匀速圆周运动。粒子重力不计,空气阻力不计。以下说法正确的是(  )
A.粒子的质量为
B.间的电压为
C.间的电压为
D.粒子流在偏转磁场中运动时形成的等效电流为
12.如图所示是电视机显像管原理示意图,为使电子束发生偏转,由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点,如果要使电子束打在荧光屏O点上方的A点,则偏转磁场的方向为(  )
A.沿纸面向上
B.沿纸面向下
C.垂直纸面向里
D.垂直纸面向外
13.如图所示,质量分布均匀的两段通电直导线ab、cd ,两根导线相互垂直放置,电流方向如图所示。已知导线cd固定,导线ab可以自由移动、转动。则通电后导线ab在安培力作用下将(  )
A.保持与导线cd垂直向上移动
B.保持与导线cd垂直向下移动
C.保持与导线cd垂直向右移动
D.向下移动并发生转动,同时远离cd
14.在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场,两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场分别射入,两带电q的粒子与x轴的夹角如图所示,二者均恰好垂直于y轴射出磁场。不计重力。根据上述信息可以判断的是(  )
A.带电粒子①在磁场中运动的半径大
B.带电粒子②在磁场中运动的轨迹短
C.带电粒子①在磁场中运动的速度大
D.带电粒子②在磁场中运动的时间长
15.特高压直流输电是国家重点能源工程。如图所示,两根等高、相互平行的水平长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2,I1>I2。a、b、c三点连线与两根导线等高并垂直,b点位于两根导线间的中点,a、c两点与b点距离相等,d点位于b点正下方。不考虑地磁场的影响,则(  )
A.两根直导线相互排斥 B.d点处的磁感应强度大小为0
C.a点处的磁感应强度方向竖直向下 D.c点处的磁感应强度方向竖直向下
二、填空题
16.(1)如图所示,将一个半径为R的金属圆环串联接入电路中,电路中的电流为I,接入点a、b是圆环直径上的两个端点,流过圆弧acb和adb的电流相等。金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与圆环所在的平面垂直,则金属圆环受到的安培力大小为___________。
(2)如图所示,半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向外的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力),从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中,并由B点射出,且∠AOB=,则该粒子在磁场中运动的时间为___________。
(3)如图所示,长为L、质量为m的导体棒ab,置于倾角为θ的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒通以从b向a的电流,电流为I,重力加速度为g。若匀强磁场方向竖直向上,为使导体棒静止在斜面上,则磁感应强度B应该为___________。
17.磁电式电流表
(1)原理:安培力与电流的关系,通电线圈在磁场中受到______而偏转,线圈偏转的角度越大,被测电流就______根据指针的______,可以知道被测电流的方向.
(2)构造:______、______、螺旋弹簧、指针、极靴.
(3)特点:极靴与铁质圆柱间的磁场沿______方向,线圈无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线______,且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小______。
(4)优点:灵敏度高,可以测出______的电流。缺点:线圈的导线很细,允许通过的电流______。
18.判断下列说法正确还是错误。
(1)磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向。( )
(2)电流为I,长度为l的通电导线放入磁感应强度为B的磁场中受力的大小一定是F=IlB。( )
(3)公式说明B与F成正比,与Il成反比。( )
(4)磁感应强度等于垂直穿过单位面积的磁通量。( )
(5)磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量。( )
19.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度,电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两互相垂直,如图。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时,血管内部的电场可看做是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零,血管壁的厚度可忽,在某次监测中,已知两触点的距离为d,两触点间的电势差为,磁感应强度的大小为,血流速度约为,则电极a、b的电势高低情况为__(选填“”、“”或“),当血流速度约为时(其他不变),则所测电势差为______。
三、解答题
20.如图所示,竖直虚线ab的左侧区域存在匀强磁场和竖直向下的匀强电场,电场的电场强度大小为E,在ab右侧一定距离的某矩形区城内存在匀强磁场(图中未画出),磁场均水平向里、感应强度大小均为B。一质为m、带电荷量为+q的带电粒子从c点沿水平线cd向右运动经过d,进入ab右侧的矩形匀强磁场区域,当带电粒子再次运动到ab线时速度方向与ab成θ=60°角,不计粒子的重力,(,)求:
(1)带电粒子在ab右侧的磁场中做匀速圆周运动的半径;
(2)带电粒子在ab右侧的磁场中的运动时间;
(3)右侧的矩形磁场区域的最小面积。
21.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
22.空心立方体(甲图)边长为2L,内壁六个表面涂有荧光粉。位于中间的某电学器件如乙图,中间阴极是一根长为2L的细直圆柱形导体,阳极是环绕阴极半径为r(r远小于L)的金属网罩,单位时间从阴极均匀发射N个电子(初速度不计),经加速后从阳极小孔水平射出,撞到内壁被吸收,可使内壁发光。已知阴阳两极之间所加电压恒为U,电子质量m,电量e,电子重力、电子间相互作用力与其他阻力均不计。
(1)若只加竖直向下的磁场,要使内壁不发光,求磁感应强度的最小值;
(2)若只加竖直向下的电场,要使内壁的上表面全部发光,求电场强度的最大值;
(3)现同时加竖直向下的磁场和竖直向下的电场,求内壁所受力的大小。(提示:)
23.利用电场和磁场控制带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,边长为的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,虚线下方存在水平向左的匀强电场。一带电荷量为、质量为的带负电粒子从点沿方向以速度射入磁场,恰好从点离开磁场,最后打在竖直荧光屏上的点。已知点到点的水平距离和竖直距离均为,不计粒子受到的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)匀强电场的电场强度大小。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
2.D
3.A
4.B
5.B
6.B
7.C
8.B
9.B
10.B
11.B
12.D
13.D
14.D
15.C
16. 2BIR
17. 安培力 越大 偏转方向 磁体 线圈 半径 平行 相等 很弱 很弱
18. 错误 错误 错误 正确 错误
19.
20.(1);(2),;(3)
21.(1);(2)
22.(1);(2);(3)
23.(1);(2)
答案第1页,共2页
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