第一章安培力与洛伦兹力同步练习 人教版（2019）物理选择性必修第二册

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第一章安培力与洛伦兹力学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．了解物理规律的发现过程，学会象科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法中正确的是（　　）A．安培提出了著名的分子电流假说B．法拉第发现了电流热效应的规律C．特斯拉发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．奥斯特最先总结出磁场对运动电荷作用力的公式2．如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时，其动能损失了，速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（　　）  A．2 B． C．1 D．3．如图所示，铝盘内、外侧边缘分别与直流电源的两极相连，盘中倒入水银。将盘放在竖直方向的磁场中，当接通电源时，盘中水银转动起来。下列判断正确的是（　　）A．若盘的外边缘接负极，当磁场方向向上时水银顺时针旋转B．若盘的外边缘接正极，当磁场方向向上时水银顺时针旋转C．若盘的外边缘接负极，当磁场方向向下时水银顺时针旋转D．若盘的外边缘接正极，当磁场方向向下时水银逆时针旋转4．在真空的玻璃管中封有两个电极，当加上一定电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线。若在玻璃管的正上方平行放置一根通有强电流的长直导线，其电流方向如图所示，则阴极射线将会（　　）A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转5．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。地磁场的示意图（虚线，方向未标出）如图所示，赤道上方的磁场可看成与地面平行，其中含有α、β（电子）、γ射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下（　　）A．α射线沿直线射向赤道 B．β射线向西偏转C．γ射线向东偏转 D．质子向北偏转6．下列说法正确的是（　　）A．安培力的方向一定与磁场的方向垂直B．通电导线在磁场中一定受到安培力的作用C．判定通电导线在磁场中受力的方向用右手定则D．安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力不做功，安培力也不做功7．如图，圆心为O的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，其边界上的P点有一粒子源，可以在纸面内各个方向以相同的速率发射同种带电粒子。若磁场的磁感应强度为B1，所有粒子从磁场边界离开时，速度方向都与OP连线垂直；若磁场的磁感应强度为B2，粒子在磁场边界的出射点分布在圆周上。不考虑粒子的重力和粒子间相互作用力，则B1：B2等于（　　）A．：2 B．2： C．1：3 D．3：18．两个粒子电荷量相同，在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动：（　　）A．若速率相等，则半径必相等B．若动能相等，则周期必相等C．若质量相等，则周期必相等D．若质量相等，则向心加速度必相等9．在匀强磁场中一个电子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（　　）A．粒子的速率加倍，周期减半B．粒子速率不变，轨道半径减半C．粒子速率减半，轨道半径减半D．粒子的速率不变，周期加倍10．固定直导线c垂直纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用测力计悬挂在导线c的上方，若导线c中通以垂直于纸面指向纸外的电流时，以下判断正确的是（ ）A．导线a端转向纸外，同时测力计读数减小B．导线a段转向纸外，同时测力计读数增大C．导线b端转向纸外，同时测力计读数减小D．导线b端转向纸外，同时测力计读数增大二、多选题11．如图所示，等边三角形的三个顶点上均固定了垂直纸面的长直导线，、两点处长直导线中的电流大小均为，点处长直导线中电流方向垂直纸面向里，点处长直导线中电流方向垂直纸面向外。已知点处长直导线受到的磁场力沿图示方向，下列说法正确的是（　　）A．点处长直导线中的电流垂直纸面向外B．点处长直导线中的电流垂直纸面向里C．点处长直导线中的电流小于D．点处长直导线中的电流大于12．设在我国某实验室的真空室内，存在匀强电场E和可看作匀强磁场的地磁场B，电场与地磁场的方向相同，其中地磁场磁感线的分布图如图所示，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，今有一带电的小球以v的速度在此区域内沿垂直场强方向沿水平面做直线运动，则下列说法正确的是（    ）A．小球运动方向为自东向西B．小球可能带正电C．小球一定带负电D．小球速度v的大小为13．如图，速度为vo、电荷量为q的正离子（不计重力）恰能沿直线飞出速度选择器，则A．若改为电荷量为2q的正离子（其它条件不变），离子仍沿直线飞出B．若速度变为2v0（其它条件不变），离子将往上偏C．若改为电荷量为﹣q的离子（其它条件不变），离子将往下偏D．若改为电荷量为﹣q的离子，则必须从右侧飞入速度选择器，才能沿直线飞出14．如图所示，在水平桌面上放有一正三角形线框abc，线框由粗细相同的同种材料制成，边长为L，线框处在与桌面成60°斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与磁场垂直，a、c两点接到直流电源上，流过ac边的电流为I，线框静止在桌面上，线框质量为m，重力加速度为g，则（　　）A．线框受到的摩擦力大小为 B．线框受到的摩擦力大小为C．线框对桌面的压力大小为 D．线框对桌面的压力大小为15．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法正确的是（　　）A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用三、填空题16．判断下列图中洛伦兹力的方向图(1)的洛伦兹力方向是 ；图(2)的洛伦兹力方向是 ；17．如图，在本来水平平衡的等臂天平的右盘下挂一矩形线圈，线圈的水平边长为0.1m，匝数为25匝。线圈的下边处于磁感应强度为1T的匀强磁场内，磁场方向垂直纸面。当线圈内通有大小为0.5A、方向如图的电流时，天平恰好重新水平平衡，则磁场方向垂直纸面向 （选填“里”或“外”）；现在左盘放一物体后，线圈内电流大小调至1.0 A时天平重新平衡，则物体的质量为 kg。18．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示.某大学制成了能把m=2.2g的弹体(包括金属杆CD的质量)加速到v=10km／s的电磁炮. 若轨道宽l=2m，长s=100m，通过的电流为I=10A，则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B= T，磁场力的最大功率P= W(轨道摩擦不计)19．如图所示，边长为L的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边和ac边的中点，在虚线的下方有一垂直于导线框平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，导线框中的电流大小为I，细线中的拉力为F1，保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场平移至虚线上方（虚线下方不再有磁场），且磁感应强度增大到原来的两倍，此时细线中拉力大小为 20．安培力的方向可以用 （填“左手”或“右手”）定则来判定，通电螺线管中的磁场方向可以用 （填“左手”或“右手”）定则来判定．四、解答题21．如题图所示，真空室内水平边界O1O2上方、竖直虚线P2左侧区域存在范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，O1O2上方、竖直虚线P1左侧区域还存在竖直向下的匀强电场，整直区域P1P2宽度为4a。一群质量为m、电荷量为-q的带负电粒子，从P1左侧以相同速度v，水平向右飞入距离O1O2边界上方高度为a～5a的水平区域S1S2。已知粒子在P1左侧空间恰好能沿直线运动，磁场的磁感应强度大小，不计粒子间的相互作用以及粒子所受重力影响。求：（1）匀强电场的电场强度大小E，以及从S1处水平飞入的粒子经过P1P2区域时偏转的角度1；（2）粒子过边界O1O2的范围。22．在如图所示的直角坐标系中，一、四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，二、三象限存在沿y轴负方向的匀强电场。现有一质量为m、电量为q的带电粒子从x轴负半轴上坐标为（-x ， 0 ）的位置出发开始运动，速度大小为v0，方向沿x轴正方向，粒子只受电场和磁场力的作用。若要粒子能够回到出发点，电场强度应为多大？粒子需多长时间回到出发点？23．如图所示，直角坐标系中，边长为L的正方形区域，OP、OQ分别与x轴、y轴重合，正方形内的适当区域Ⅰ（图中未画出）中分布有匀强磁场。位于S处的粒子源，沿纸面向正方形区域内各个方向均匀发射速率为的带负电粒子，粒子的质量为m、电荷量为。所有粒子均从S点进入磁场，离开区域Ⅰ磁场时速度方向均沿x轴正方向，其中沿y轴正方向射入磁场的粒子从O点射出磁场。y轴右侧依次有匀强电场区域Ⅱ、无场区、匀强磁场区域Ⅲ，各区域沿y轴方向无限长，沿x轴方向的宽度分别为L、1.5L、2L。电场区域Ⅱ的左边界在y轴上，电场方向沿y轴负方向；区域Ⅰ和区域Ⅲ内磁场的磁感应强度大小相等，方向均垂直纸面向里。区域Ⅲ左边界上有长度为L的收集板CD，C端在x轴上。粒子打在收集板上即被吸收，并通过电流表导入大地。不计粒子的重力和相互作用，不考虑粒子对原有电场与磁场的影响。（1）求磁场的磁感应强度大小B；（2）求正方形内磁场分布的最小面积S；（3）为使从O点进入电场的粒子，最终能打到收集板的右侧，求电场强度大小E的范围；（4）电场强度大小E为（3）中的最大值，且从S处粒子源每秒射出粒子数为n，求稳定后电流表的示数I。24．如图所示，在xOy平面内有半径为r的圆，圆心坐标为O'（0，r）。在y≥0范围内，除圆形区域内无磁场外，其余区域存在垂直于xOy平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。在圆心O'处有一粒子发射源，发出质量为m、电荷量为+q（q>0）的同种带电粒子，粒子在xOy平面内向各个方向射出，能返回圆形边界的粒子均被边界吸收，不计粒子重力。问(1)当粒子以的速度沿平行于x轴负方向发射并进入磁场，求粒子射出磁场的位置；(2)要使粒子从x轴射出磁场，求粒子发射时的最小速度及与y轴的夹角θ。25．如图所示，直角坐标系的第一象限与第三象限分别有匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，现从第三象限中的P点，以速度v0平行于x轴正方向发射质量为m，带+q的离子，离子经电场偏转后恰从坐标原点O射入磁场，已知P点坐标为离子重力不计。（1）求电场强度E的大小；（2）求离子离开磁场时的位置坐标；（3）求离子在电场和磁场中运动的总时间。参考答案：1．A2．C3．A4．A5．B6．A7．A8．C9．B10．B11．AC12．AC13．AB14．BD15．ABD16． 水平向右 垂直纸面向外17． 里 0.37518． 55 1.1×10719．20． 左手 右手21．（1）；；（2）22．； （其中 ）23．（1）；（2）；（3）；（4）24．(1)；(2)，25．（1）；（2）；（3）