2022年高二物理人教版選擇性必修單元測試AB卷安培力與洛倫茲力（A）卷

2020-2021學年高二物理人教版(2019)選擇性必修第二冊單元測試AB卷第一章安培力與洛倫茲力（A）卷1.下列關于磁感應強度的說法正確的是()A.一小段通電導體放在磁場A處時受到的安培力比放在B處時的大，說明A處的磁感應強度比B處的磁感應強度大B.由可知，某處的磁感應強度的大小與放入該處的通電導線所受磁場力F成正比，與導線的成反比C.一小段通電導體在磁場中某處不受安培力作用，則該處的磁感應強度一定為零D.小磁針N極所指的方向就是該處磁感應強度的方向2.某空間存在勻強磁場和勻強電場.一個帶電粒子(不計重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動.下列因素與完成上述兩類運動無關的是()A.磁場和電場的方向 B.磁場和電場的強弱 C.粒子的電性和電量 D.粒子入射時的速度3.如圖所示，水平導線中有電流I通過，導線正下方電子的初速度方向與電流I的方向相同，均平行于紙面水平向左.下列四幅圖是描述電子運動軌跡的示意圖，正確的是()A. B. C. D.4.如圖所示，在直角三角形的A點和B點處有兩根平行的長直導線，分別通有垂直于紙面向外和向里的電流，其電流大小分別為和，，已知通電長直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應強度為比例系數(shù)，r為該點到通電長直導線的距離，I為通電長直導線中的電流大小.當一電子在C點的速度方向垂直于紙面向外時，所受洛倫茲力方向垂直于向下，則兩直導線的電流大小和之比為()A. B. C. 5.在如圖所示的勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)，電子(重力不計)可能沿水平方向向右做直線運動的是()A. B. C. D.6.如圖所示，在方向垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場中，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球由長度為L的絕緣細繩與懸點相連，將小球置于恰好使細繩水平伸直的位置并從靜止釋放.不計空氣阻力，則對小球從釋放到第一次到達最低點的過程，下列說法正確的是()A.小球運動至最低點時速度為B.小球在運動過程中受到的洛倫茲力方向始終與細繩垂直C.小球在運動過程中受到的洛倫茲力的瞬時功率先增大，后減小D.小球在運動至最低點時細繩對小球的拉力大小為7.如圖所示，方形玻璃管中有NaCl的水溶液，沿x軸正方向流動，沿y軸正向加恒定的勻強磁場B.圖中是垂直于z軸方向上玻璃管的前后兩內(nèi)側面，則()處電勢低于b處電勢處鈉離子濃度大于b處鈉離子濃度C.溶液的上表面電勢高于下表面的電勢D.溶液的上表面處的氯離子濃度大于下表面處的氯離子濃度8.真空中有一勻強磁場，磁場邊界為兩個半徑分別為a和的同軸圓柱面，磁場的方向與圓柱軸線平行，其橫截面如圖所示.一速率為v的電子從圓心沿半徑方向進入磁場.已知電子質(zhì)量m，電荷量為e，忽略重力.為使該電子的運動被限制在圖中實線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，磁場的磁感應強度最小為()A. B. C. D.9.關于通電直導線在磁場中所受的安培力，下列說法正確的是()A.通電直導線處于勻強磁場中一定受到安培力的作用B.安培力的大小與通電直導線和勻強磁場方向的夾角無關C.勻強磁場中，將直導線從中點折成直角，安培力的大小可能變?yōu)樵瓉淼腄.兩根通有同向電流的平行直導線之間，存在著相互吸引的安培力10.極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進入地球大氣層后，由于地磁場的作用而產(chǎn)生的.如圖所示，科學家發(fā)現(xiàn)并證實，這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運動，旋轉半徑不斷減小.此運動形成的原因可能是()A.洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小 B.介質(zhì)阻力對粒子做負功，使其動能減小C.粒子的帶電荷量減小 D.南北兩極附近的磁感應強度較強11.把輕質(zhì)的導線圈用絕緣細線掛在磁鐵的N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈中心且與線圈在同一平面內(nèi)，如圖所示.當線圈通以圖示電流時，線圈將()A.發(fā)生轉動同時遠離磁鐵 B.發(fā)生轉動同時靠近磁鐵C.靜止不動 D.從上往下看順時針轉動12.質(zhì)量為m的通電細桿置于傾角為的導軌上，導軌寬度為d，桿與導軌間的動摩擦因數(shù)為，有電流時，恰好在導軌上靜止，如圖所示，四個側視圖中標示出了四種可能的勻強磁場方向，其中桿與導軌之間的摩擦力可能為零的是()A. B. C. D.13.磁場方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖甲所示.磁場中有一細金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面位于紙面內(nèi)，如圖乙所示.令分別表示段的感應電流，分別表示金屬環(huán)對應相應的感應電流時環(huán)上很小一段受到的安培力，則()A.沿逆時針方向，沿順時針方向 B.沿順時針方向，沿順時針方向C.方向指向圓心，方向指向圓心 D.方向背離圓心向外，方向指向圓心14.如圖甲所示，長直導線與閉合線框位于同一平面內(nèi)，長直導線中的電流i隨時間t的變化關系如圖乙所示.在0~時間內(nèi)，長直導線中電流方向向上，則下列關于線框中感應電流的方向與所受安培力判斷正確的是()~T時間內(nèi)線框中感應電流方向為順時針方向~T時間內(nèi)線框中感應電流方向為先順時針方向后逆時針方向~T時間內(nèi)線框所受安培力的合力向左~時間內(nèi)線框所受安培力的合力向左，～T時間內(nèi)線框所受安培力的合力向右15.如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運動，自M點垂直于磁場邊界射入勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁場左邊界豎直.已知甲種離子射入磁場的速度大小為，并在磁場邊界的N點射出；乙種離子在的中點射出；長為.不計重力影響和離子間的相互作用.求：（1）磁場的磁感應強度大??；（2）甲、乙兩種離子的比荷之比.

答案以及解析1.答案：D解析：安培力的大小與的大小有關系，還與B和I的夾角有關系，A錯誤；公式只是一個計算式，磁感應強度是磁場本身的性質(zhì)，與放不放通電導體沒有關系，B錯誤；當電流方向與磁場方向平行時，通電導體所受的安培力為零，但該處的磁感應強度不一定為零，C錯誤；人們規(guī)定小磁針N極所指的方向就是該處磁感應強度的方向，D正確.2.答案：C解析：帶電粒子做勻速直線運動時，由平衡條件知，帶電粒子受到的洛倫茲力與電場力平衡，，解得；帶電粒子做勻速圓周運動時，由洛倫茲力提供向心力，粒子的速度方向與磁場方向垂直，故帶電粒子的運動與磁場和電場的強弱、磁場和電場的方向、粒子入射時的速度有關，與粒子的電荷量和電性無關，選項A、B、D錯誤，C正確.3.答案：A解析：由安培定則可知，在直導線下方的磁場方向為垂直于紙面向外，根據(jù)左手定則可知，電子受到的洛倫茲力向下，電子向下偏轉；通電直導線產(chǎn)生的磁場離導線越遠，磁感應強度越小，由半徑公式知，電子運動的軌跡半徑越來越大，故A正確，B、C、D錯誤.4.答案：D解析：電子所受洛倫茲力方向垂直于向下，根據(jù)左手定則可知，合磁場方向水平向右；根據(jù)安培定則可知，兩直導線在C點處產(chǎn)生的磁感應強度方向如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則可知，，因，且，聯(lián)立可得，故D正確.5.答案：B解析：選項A中，若電子向右運動，則受到水平向左的電場力和豎直向下的洛倫茲力，電子做曲線運動；選項B中，若電子向右運動，則只受水平向左的電場力，可以做直線運動；選項C中，若電子向右運動，則受到豎直向下的洛倫茲力和豎直向下的電場力，電子做曲線運動；選項D中，若電子水平向右運動，則受到豎直向上的電場力和豎直向上的洛倫茲力，電子做曲線運動.故選項B正確.6.答案：D解析：小球運動過程中，受重力、拉力和洛倫茲力，只有重力做功，小球的機械能守恒，故，解得，故A錯誤；根據(jù)左手定則可知，小球受到的洛倫茲力的方向始終與速度的方向垂直，沿繩子的方向向外，故B錯誤；洛倫茲力始終不做功，功率始終是零，故C錯誤；小球在最低點，由合力提供向心力，故，解得，故D正確.7.答案：B解析：溶液中的正、負離子沿x軸正向移動，由左手定則可知運動的正離子受到沿z軸正向的洛倫茲力，運動的負離子受到沿z軸負向的洛倫茲力，故正離子會偏向a處，負離子會偏向b處，a處電勢高于b處電勢，a處鈉離子濃度大于b處鈉離子濃度，故A錯誤，B正確；溶液的上表面電勢等于下表面的電勢，溶液的上表面處的氯離子濃度也等于下表面處的氯離子濃度，故C、D錯誤.8.答案：C解析：本題考查電子在有界磁場中的運動.設電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，可得，要求磁場的磁感應強度最小，即圓周運動的半徑最大，如圖所示，圓周運動的半徑最大時，軌跡圓與外圓相切，根據(jù)兩圓內(nèi)切可知，邊界圓圓心O、軌跡圓圓心A與切點D在一條直線上，根據(jù)幾何關系可得，解得，則磁感應強度的最小值，故C正確，A、B、D錯誤.9.答案：CD解析：安培力，其中θ為電流方向與磁場方向的夾角，安培力的大小與通電直導線和勻強磁場方向的夾角有關.如時，就算有電流和磁場也不會有安培力，故A、B錯誤；若導線與磁場垂直，將導線彎折后，導線所在平面仍與磁場垂直，則兩個半段導線受到的安培力大小都為原來的一半，方向相互垂直，合力為原來的，故C正確；根據(jù)電流與電流之間的相互作用可知，兩根通有同方向電流的平行直導線之間，存在著相互吸引的安培力，故D正確.10.答案：BD解析：粒子受到的洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功，故A錯誤；粒子在運動過程中可能受到空氣的阻力，對粒子做負功，所以其動能會減小，故B正確；粒子在運動過程中，若電荷量減小，由半徑公式可知，軌跡半徑是增大的，故C錯誤；地球南北兩極附近的磁感應強度較強，由半徑公式可知，軌跡半徑是減小的，故D正確.11.答案：BD解析：由安培定則可知，線圈向外的一面為S極，因為異名磁極相互吸引，因此從上往下看，線圈沿順時針方向轉動，同時靠近磁鐵，故B、D選項正確.12.答案：AB解析：根據(jù)左手定則可知，A中安培力方向水平向右，摩擦力可能為零，B中安培力豎直向上，摩擦力可能為零，A、B正確；C中安培力豎直向下，一定受到摩擦力才能平衡，D中安培力水平向左，一定受摩擦力作用，故C、D錯誤.13.答案：ABD解析：由題圖可知段磁場方向為垂直紙面向里，穿過圓環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可判斷感應電流沿逆時針方向，同理可判斷沿順時針方向，沿順時針方向，故A、B正確；根據(jù)左手定則可判斷方向指向圓心，方向背離圓心向外，方向指向圓心，故C錯誤，D正確.14.答案：AD解析：0~T時間內(nèi)長直導線中電流先向上減小，后向下增大，所以線框中的磁場先向里減小，后向外增強，根據(jù)楞次定律可知，感應電流始終為順時針方向，故A正確，B錯誤.在0～時間內(nèi)，穿過線框的磁通量減小，由楞次定律可知，線框有使磁通量增大的運動趨勢，離導線越近，磁場越強，所以線