第一章 安培力與洛倫茲力 單元測試 2- 高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

人教版第一章安培力與洛倫茲力單元測試2 一．選擇題（共13小題）1．電流天平是一種測量磁場力的裝置，如圖所示。兩相距很近的通電平行線圈Ⅰ和Ⅱ，線圈Ⅰ固定，線圈Ⅱ置于天平托盤上。當(dāng)兩線圈均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正確的是（）A．當(dāng)天平示數(shù)為負時，兩線圈電流方向相同B．當(dāng)天平示數(shù)為正時，兩線圈電流方向相同C．線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力大于線圈Ⅱ?qū)€圈Ⅰ的作用力D．線圈Ⅰ對線圈Ⅱ的作用力與托盤對線圈Ⅱ的作用力是一對相互作用力2．\t"/physics2/paper/_blank"如圖所示為研究平行通電直導(dǎo)線之間相互作用的實驗裝置。一接通電路后發(fā)現(xiàn)兩根導(dǎo)線均發(fā)生形變，此時通過導(dǎo)線M和N的電流大小分別為I1和I2，已知I1＞I2，方向均向上。若用F1和F2分別表示導(dǎo)線M與N受到的磁場力，則下列說法正確的是（）兩根導(dǎo)線相互排斥為判斷F1的方向，需要知道I1和I2的合磁場方向兩個力的大小關(guān)系為F1＞F2僅增大電流I2，F(xiàn)1、F2會同時增大相同倍數(shù)3．下列說法正確的是（）A．回旋加速器粒子經(jīng)加速后具有的最大動能與加速電壓值有關(guān)B．黑體輻射實驗揭示了振動著的帶電微粒的能量是連續(xù)的C．氫原子吸收光子后從高能級躍遷到低能級D．微波爐是利用電磁波的能量來快速煮熟食物的4．如圖所示，勻強磁場的區(qū)域足夠大，磁感應(yīng)強度大小為B、方向水平向右，將一段圓弧形導(dǎo)體ab置于磁場中，圓弧的圓心為O，半徑為r。現(xiàn)在導(dǎo)體ab中通以方向從b→a的恒定電流I，則圓弧受到的安培力的方向和大小分別為（）A．水平向左，B．垂直紙面向里，C．垂直紙面向外，D．垂直紙面向外，\t"/physics2/paper/_blank"在下列四幅圖中，正確標(biāo)明了帶負電的粒子所受洛倫茲力f方向的是（）A．B．C．D．6．真空中一長直細金屬導(dǎo)線豎直放置，通以向上的恒定電流，一光滑絕緣管ab水平放置，管兩端恰好落在一以導(dǎo)線為圓心的圓上，俯視圖如圖。半徑略小于絕緣管半徑的帶正電小球自a端以初速度v0向b運動過程中，則下列說法正確的是（）A．小球在ab位置中點時速度最大B．洛倫茲力對小球先做正功再做負功C．小球在ab位置中點受到的洛倫茲力為零D．小球受到洛倫茲力時，洛倫茲力方向始終向下7．如圖所示，下列說法正確的是（）A．圖甲是回旋加速器的示意圖，只增加電壓U可使粒子獲得的最大動能增大B．圖乙是磁流體發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，B極板是發(fā)電機的負極C．圖丙是速度選擇器，帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是Eq=qvBD．圖丁是質(zhì)譜儀的原理示意圖，粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫S3，粒子的比荷越小8．顯像管基本原理如圖所示，在管頸區(qū)域加有偏轉(zhuǎn)磁場，要使電子槍發(fā)射的電子束打在圖中熒光屏上的M點，偏轉(zhuǎn)磁場的方向可能是（）A．垂直紙面向里 B．垂直紙面向外C．平行紙面向上 D．平行紙面向下9．\t"/physics2/paper/_blank"如圖所示，水平導(dǎo)軌接有電源，導(dǎo)軌上固定有三根用同種材料制作的導(dǎo)體棒a、b、c，其中b最短，c為直徑與b等長的半圓，導(dǎo)體的電阻與其長度成正比，導(dǎo)軌電阻不計?，F(xiàn)將裝置置于向下的勻強磁場中，接通電源后，三根導(dǎo)體棒中均有電流通過，則它們受到安培力的大小關(guān)系為（）A．Fa＞Fb=FcB．Fa=Fb＞FcC．Fa=Fb=FcD．Fa＞Fb＞Fc10．如圖，x軸正半軸與虛線所圍區(qū)域內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，方向垂直紙面向里。甲、乙兩粒子分別從距x軸h與2h的高度以速率v0平行于x軸正向進入磁場，并都從P點離開磁場，OP=h。則甲、乙兩粒子比荷的比值為（不計重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（）A．32：41 B．56：41 C．64：41 D．41：28如圖所示，兩正對水平放置的帶電平行金屬板間形成勻強電場（不考慮邊緣效應(yīng)），金屬板右下方以MN、PQ為上下邊界，MP為左邊界的區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁場高度為d，MN與下金屬板等高，MP與金屬板右端在同一豎直線上。一電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，以初速度v0平行于金屬板面從A點射入金屬板間，不計離子的重力，離子恰好從下極板的右側(cè)邊緣垂直進入磁場區(qū)域，并從邊界MP的P點離開磁場，則磁場的磁感應(yīng)強度B大小為（）A.B.C.D.如圖所示，豎直線MN∥PQ，MN與PQ間距離為a，其間存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，O是MN上一點，O處有一粒子源，某時刻放出大量速率均為v（方向均垂直磁場方向）、比荷一定的帶負電粒子（粒于重力及粒子間的相互作用力不計），已知沿圖中與MN成θ=60°角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁場，則粒子在磁場中運動的最長時間為（）A.B.C.D.13．如圖所示，一束電荷量相同的帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場和勻強電場（左側(cè)極板帶正電，右側(cè)極板帶負電）組成的速度選擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P進入另一勻強偏轉(zhuǎn)磁場，最終打在A1、A2上，下列說法正確的是（）A．粒子帶負電B．速度選擇器中磁場方向為垂直紙面向里C．所有打在A1A2上的粒子，在勻強偏轉(zhuǎn)磁場中的運動時間都相同D．粒子打在A1A2上的位置越遠，粒子的質(zhì)量越大二．填空題（共4小題）14．電磁炮的主要結(jié)構(gòu)原理如圖所示。假設(shè)某電磁炮能把m=2g的彈體（包括金屬桿CD的質(zhì)量）由靜止加速到v=10km/s。已知軌道寬l=2m，長s=100m，通過的電流為I=10A，則軌道間所加的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=T，磁場力的最大功率P=W（軌道摩擦不計）。15．從1405～1433年，出生于云南的航海家鄭和先后7次下西洋。在一望無際的茫茫大海中，利用指南針導(dǎo)航。指南針指南的一端是極（選填“N”或“S”）；安培力是磁場對通電導(dǎo)線的作用，如圖所示長度L=0.3m的導(dǎo)體棒垂直磁場放置，磁感應(yīng)強度B=1T，通入水平向右，大小為I=2A的電流，則導(dǎo)體棒受到的安培力向是，大小為N。16．如圖所示，兩平行金屬板P1和P2之間的距離為d、電壓為U，板間存在磁感應(yīng)強度為B1的勻強磁場。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在兩板間沿虛線所示路徑做勻速直線運動。粒子通過兩平行板后從O點進入另一磁感應(yīng)強度為B2的勻強磁場中，在洛倫茲力的作用下，粒子做勻速圓周運動，經(jīng)過半個圓周后打在擋板MN上的A點。不計粒子重力。那么粒子的速度大小v=，O、A兩點間的距離x=。17．按照如圖所示進行實驗。

（1）分別接通“1、4”和“2、3”，導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)的角度不同，說明導(dǎo)線受到的力的大小與有關(guān)。

（2）只上下交換磁極的位置以改變磁場方向，導(dǎo)線受力的方向（選填“改變”或“不改變”）。

（3）只改變導(dǎo)線中電流的方向，導(dǎo)線受力的方向（選填“改變”或“不改變”）。

（4）通過實驗說明：安培力的方向與磁場方向、電流方向之間的關(guān)系滿足。四．解答題（共5小題）18．如圖所示，在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)的第一象限中存在一勻強磁場，磁場方向垂直坐標(biāo)平面向里．一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的正粒子，從x軸上的M點以初速度v0沿與x軸正方向成30°角射入第一象限中，粒子在磁場中做圓周運動，之后恰好垂直y軸射出第一象限，已知OM長為L，不計粒子重力．求：

（1）粒子運動的半徑大?。?/p>

（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大?。?9．在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限存在沿y軸負方向的勻強電場，第四象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強磁場．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成θ=60°角射入磁場，最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場，如圖所示．不計粒子重力，已知M點坐標(biāo)為（0，L），求：

（1）ON距離；

（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B大?。?/p>

（3）粒子從M點到P點的運動時間t。20．如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)，x=l和y軸之間有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強磁場Ⅰ，在第四象限內(nèi)，x=l和y軸之間有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強磁場Ⅱ，在第三象限內(nèi)，有沿x軸正方向的勻強電場，場強大小為E；一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子在第三象限內(nèi)P點由靜止釋放，粒子僅在電場力作用下運動，從y上的Q點進入磁場Ⅱ，以垂直x軸的方向進磁場Ⅰ，已知磁場Ⅰ的磁感應(yīng)強度是磁場Ⅱ磁感應(yīng)強度的3倍，重力不計。求：

（1）粒子進入磁場時的速度大小；

（2）粒子在磁場中運動的時間。21．如圖，水平虛線ef上方區(qū)域內(nèi)有方向豎直向下的勻強電場，電場強度的大小為E。豎直擋板MN右側(cè)和水平虛線ef下方區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，擋板上邊緣M點在虛線f上。一比荷為k的帶正電的粒子A自電場中P點以大小為v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從擋板的上邊緣M點處射入磁場，射入磁場時的速度方向與ef的夾角為45°，粒子A打在擋板上的位置離M點的距離為L，粒子打到擋板上即被吸收，不計粒子重力。

（1）求粒子A發(fā)射的位置P到M點的距離；

（2）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大??；（3）若另一帶正電的不同種類的粒子B自電場中P點以大小為的速度水平向右發(fā)射，它恰好也從M點處射入磁場并打在擋板上，求擋板的最短長度。22．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有沿x軸負