單元素養(yǎng)評價(十一)

單元素養(yǎng)評價(十一)磁場安培力與洛倫茲力一、單項選擇題(本題共5小題．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．[2024·廣州二模擬]如圖是安培研究通電導體間相互作用的簡化示意圖．甲、乙、丙三個圓形線圈的圓心在同一水平軸線上，軸線垂直線圈平面．甲和丙固定且用導線串聯(lián)，并通以電流I1、I3，乙通入電流I2，電流方向在圖中標出，則乙線圈()A．圓心處的磁場方向水平向左B．圓心處的磁場方向水平向右C．受到甲對它的排斥力D．受到丙對它的排斥力2．[2024·廣東模擬預測]如圖所示，正方體放在水平地面上，空間有磁感應強度為B0、方向與水平面成45°角斜向上的勻強磁場．一根通電長直導線穿過正方體前后面的中心，電流的方向垂直于紙面向里．a(chǎn)，b，c，d分別是正方體所在邊的中點．在這四點中()A．c，d兩點的磁感應強度大小相等B．a(chǎn)，b兩點的磁感應強度大小相等C．b點磁感應強度的值最大D．c點磁感應強度的值最小3．某興趣小組制作了一個可以測量電流的儀器，其主要原理如圖所示．有一金屬棒PQ放在兩金屬導軌上，導軌間距L＝0.5m，處在同一水平面上，軌道置于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度B＝2T．棒中點兩側分別固定有勁度系數(shù)k＝100N/m的相同彈簧．閉合開關S前，兩彈簧為原長，P端的指針對準刻度尺的“0”處；閉合開關S后，金屬棒PQ向右移動，靜止時指針對準刻度尺1.5cm處．下列判斷正確的是()A．電源N端為正極B．閉合開關S后，電路中電流為1.5AC．閉合開關S后，電路中電流為3AD．閉合開關S后，將滑動變阻器的滑片向右移動，金屬棒PQ將繼續(xù)向右移動4．如圖所示，在直角坐標系Ⅰ象限內(nèi)(包含x、y坐標軸)有方向垂直xOy平面向外、大小為B的勻強磁場．點P(2a，a)處有一個粒子源，在某時刻發(fā)射大量質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度方向均在xOy平面內(nèi)，速度大小均為eq\f(qBa,m)，不計粒子間的相互作用．下列關于粒子在坐標軸上射出的范圍，判斷正確的是()A．x軸上[0,4a]范圍有粒子射出B．x軸上[a，(2＋eq\r(3))a]范圍有粒子射出C．y軸上[0，a]范圍有粒子射出D．y軸上[a,2a]范圍有粒子射出5．速度選擇器如圖(a)所示，載流子為電子的霍爾元件如圖(b)所示．下列說法正確的是()A．圖(a)中，電子以速度大小v＝eq\f(E,B)從Q端射入，可沿直線運動從P點射出B．圖(a)中，電子以速度大小v>eq\f(E,B)從P端射入，電子向下偏轉，軌跡為拋物線C．圖(b)中，僅增大電流I，其他條件不變，UH將增大D．圖(b)中，穩(wěn)定時元件左側的電勢高于右側的電勢二、多項選擇題(本題共3小題，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求)6.[2024·四川成都二診]四根在同一平面(紙面)內(nèi)的長直絕緣導線組成一個“井”字形，導線中通過的電流大小均為I，方向如圖所示．a(chǎn)、b和c三點位于“井”字形對角線上，其中b點在“井”字形中心，且ab＝bc.下列說法正確的是()A．b點的磁感應強度為零B．a(chǎn)、c兩點的磁感應強度相同C．a(chǎn)點磁感應強度方向垂直紙面向外D．減小導線1的電流，b點的磁感應強度也減小7．[2024·石家莊三模]如圖甲所示為我國建造的第一臺回旋加速器，該加速器存放于中國原子能科學研究院，其工作原理如圖乙所示：其核心部分是兩個D形盒，粒子源O置于D形盒的圓心附近，能不斷釋放出帶電粒子，忽略粒子在電場中運動的時間，不考慮加速過程中引起的粒子質量變化．現(xiàn)用該回旋加速器對eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(4,2)He粒子分別進行加速，下列說法正確的是()A．兩種粒子在回旋加速器中運動的時間相等B．兩種粒子在回旋加速器中運動的時間不相等C．兩種粒子離開出口處的動能相等D．兩種粒子離開出口處的動能不相等8.如圖所示，磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直紙面向里，圖中虛線為磁場的邊界，其中bc段是半徑為R的四分之一圓弧，ab、cd的延長線通過圓弧的圓心，Ob長為R.一束質量為m、電荷量為q的粒子，在紙面內(nèi)以不同的速率從O點垂直ab射入磁場，已知所有粒子均從圓弧邊界射出，其中M、N是圓弧邊界上的兩點，不計粒子間的相互作用和重力．則下列分析中正確的是()A．粒子帶正電B．從M點射出粒子的速率一定大于從N點射出粒子的速率C．從M點射出粒子在磁場中運動時間一定小于從N點射出粒子所用時間D．所有粒子所用最短時間為eq\f(2πm,3qB)三、非選擇題(本題共4小題，按要求答題)9．某研究性學習小組的同學，為檢測某工廠排放污水的情況，制作了一個簡易的電磁流量計，如圖甲所示．該裝置為中空的長方形管道，長、寬、高分別為a＝20cm，b＝c＝10cm，左右兩端開口，與排污管道聯(lián)通．流量計的上下底面為絕緣體，前后兩個側面為導體，并分別固定兩個電極M、N.在垂直于底面的方向加一豎直向下的勻強磁場，已知磁感應強度為B＝0.8T．當含有正負離子的污水從左向右流經(jīng)該裝置時，M、N兩電極間將產(chǎn)生電勢差U.(1)若使用多用電表的電壓擋測量M、N電極間的電勢差，則與圖甲中M相連的應是多用電表的____________色表筆(選填“紅”或“黑”).(2)某次測量時，使用了多用電表250mV量程的直流電壓擋，表盤示數(shù)如圖乙所示，則M、N電極間的電勢差U＝____________mV.(3)若多用電表使用直流電壓擋時，可近似視為理想電壓表，則根據(jù)(2)中測得的電壓值，可估算出污水的速度為____________m/s(結果保留2位有效數(shù)字).(4)現(xiàn)把多用電表的換擋開關旋至量程適當?shù)闹绷麟娏鲹酰鸭t、黑表筆正確接至M、N兩個電極，測得電流值為I＝50μA，并已知此時多用電表的內(nèi)阻為r＝200Ω.假定污水的流速恒定并且充滿流量計的長方形管道，由此可估算出污水的電阻率ρ＝____________Ω·m.10.[2024·北京豐臺統(tǒng)考二模]如圖所示，兩根間距為l的平行金屬導軌在同一水平面內(nèi)，質量為m的金屬桿b垂直放在導軌上．整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與金屬桿垂直且與導軌平面成θ角斜向上．閉合開關S，當電路電流為I時，金屬桿ab處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g.求：(1)金屬桿ab受到的安培力大小F；(2)導軌對金屬桿ab的支持力大小N；(3)滑動變阻器的滑片P向右移動，金屬桿ab受到的支持力減小，金屬桿ab仍保持靜止．某同學認為：由于金屬桿ab受到的支持力減小，所以它受到的摩擦力減?。闶欠裢庠撏瑢W的說法，請分析說明．11．[2024·濱州模擬]如圖所示，太極圖由“陰魚”和“陽魚”構成，其邊界是以O點為圓心、R為半徑的圓，內(nèi)部由以O1點和O2點為圓心、等半徑的兩個半圓分割成上下兩部分，其中上部分為“陽魚”，下部分為“陰魚”．O1、O2、O三點共線，A、C兩點分別在半圓O1與O2的圓周上且θ＝60°，CO2⊥O1O2.“陽魚”內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強磁場，“陽魚”與“陰魚”的邊界上無磁場．一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子P(不計粒子所受重力)從O點以大小為v0的速度沿OO2方向射入“陽魚”，并從A點沿AO1方向進入“陰魚”．(1)求“陽魚”內(nèi)磁場的磁感應強度大小B；(2)若同種粒子Q從C點沿CO2方向射入“陽魚”，要使粒子Q不會進入“陰魚”，求粒子Q從C點射入“陽魚”時的速度v大小應滿足的條件．12．如圖所示，在x軸和y軸構成的平面內(nèi)，有兩條平行于y軸且與y軸的距離均為d＝1.2m的直線MN和PQ，直線MN與y軸之間存在垂直紙面向里的有界勻強磁場，直線PQ與y軸之間存在沿y軸負方向的有界勻強電場，有一個質量m＝3.0×10－22kg、電荷量q＝4.8×10－11C的帶正電的粒子，從坐標原