2021-2022学年吉林省松原市宁江区油田十一中高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年吉林省松原市宁江区油田十一中高二（上）期末物理试卷

1.     将一段通电直导线放置在匀强磁场中，通电直导线受到的安培力不正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

2.     在赤道附近沿东西方向放置着一根导体．若通以由西向东的电流，则此导体所受安培力的方向为(    )

A. 向上 B. 向下 C. 向南 D. 向北

3.     关于磁感应强度的定义式，下列说法正确的是(    )

A. 电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于
B. 磁感应强度的大小与IL成反比，与F成正比
C. 磁感应强度就是电流元IL所受的磁场力F与IL的比值
D. 磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关

4.     关于磁感应强度B、电流I、导线长为L和电流所受磁场力F的关系，下面的说法中正确的是(    )

A. 在的地方，F一定等于零
B. 在的地方，B一定等于零
C. 若，，，则F一定等于1N
D. 若，，，则B一定等于1T

5.     图中的带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向水平向左的是(    )

A.  B.  C.  D.

6.     如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则(    )

A. 电子将向左偏转，速率不变
B. 电子将向右偏转，速率不变
C. 电子运动方向不变，速率不变
D. 电子将向右偏转，速率改变

7.     质子和粒子以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，它们在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动，它们的轨道半径和运动周期关系是(    )

A. ：：2，：：2
B. ：：1，：：2
C. ：：2，：：1
D. ：：4，：：4

8.     如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为，且，当不计重力的带电粒子从磁场区域运动到磁场区域时，粒子的(    )

A. 速率将加倍
B. 轨迹半径将减半
C. 周期将加倍
D. 做圆周运动的角速度将加倍

9.     回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．下列关于回旋加速器说法正确的是(    )

A. 带电粒子从磁场获得能量
B. 增大匀强电场，粒子射出时速度越大
C. 增大匀强磁场，粒子射出时速度越大
D. 因为洛伦兹力不做功，粒子射出时的速度与磁场无关

10. 如图所示，当导线ab在外力作用下沿导轨向右运动时，流过R的电流方向是(    )
     

A. 由 B. 由  C. 无感应电流 D. 无法确定

11. 空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为BLv的是(    )
     

A. 只有乙 B. 乙和丁 C. 甲、乙、丁 D. 甲、乙、丙、丁

12. 关于感应电动势的大小，下列说法正确的是(    )

A. 穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定最大
B. 穿过闭合电路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零
C. 穿过闭合电路的磁通量变化量越大，其感应电动势一定越大
D. 穿过闭合电路的磁通量变化率越大，其感应电动势一定越大

13. 一段通电直导线，长度为l，电流为I，放在同一个匀强磁场中，导线和磁场的相对位置有如图所示的四种情况，通电导线所受到的安培力的大小情况将是(    )

A. 丙和丁的情况下，导线所受到的安培力都大于甲的情况
B. 乙的情况下，导线不受力
C. 乙、丁的情况下，导线所受安培力大小都相等
D. 甲、丙、丁的情况下，导线所受安培力大小都相等

14. 关于电荷在磁场中的受力，下列说法中正确的是(    )

A. 静止电荷一定不受洛伦兹力作用，运动电荷一定受洛伦兹力作用
B. 洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行
C. 洛伦兹力的方向与带电粒子运动的速度方向垂直
D. 粒子运动的方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力作用

15. 一个电荷量为q，质量为m，速度为的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则对它所受的洛伦兹力，下列说法正确的是(    )

A. 它所受的洛伦兹力大小一定为
B. 它所受的洛伦兹力大小有可能不是
C. 它所受的洛伦兹力的方向一定和垂直
D. 它所受的洛伦兹力的方向有时与垂直，有时与平行

16. 一通电长直导线和矩形导线框ABCD放置于粗糙水平桌面上，当直导线通以如图所示的电流时，下面说法正确的是(    )

A. 当直导线电流增大时，线框中感应电流方向为ABCDA
B. 保持直导线电流不变，以AD边为轴转动过程中线框中电流方向为ADCBA
C. 保持直导线电流不变，线框平行直导线在水平面内向上移动，线框中无感应电流
D. 当直导线电流增大时，直导线受到向右的摩擦力
 

17. 下列对电磁感应的理解，正确的是(    )

A. 发生电磁感应现象时一定会产生感应电流
B. 穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势不变
C. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D. 穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，回路中不一定产生感应电流

18. 如图，相互平行的两根通电直导线，当通入相同方向电流时，它们将______相互吸引、相互排斥。

19. 洛伦兹力是磁场对______填“运动”或“静止”电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中竖直向下运动，粒子所受洛伦兹力的方向______。

20. 磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的粒子沿着与磁场垂直的方向以速度v射入磁场，在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径______，周期______。
21. 如图所示，通电导线l垂直放于磁场中，导线长8m，磁感应强度B的值为2T，导线所受的力为32N，求导线中电流的大小．

22. 一个的正电荷，以的速度沿着与磁场垂直射入匀磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？方向如何？

23. 有一个1000匝的线圈，在内穿过它的磁通量从增加，求线圈中的感应电动势。
    

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：A、磁场方向向左，电流方向是垂直向外，根据左手定则，安培力方向是向下，故A错误；
B、磁场方向斜向上，电流方向与磁场垂直，由左手定则可知，安培力垂直电流和磁场向下，故B正确；
C、磁场方向垂直向里，电流方向向右，根据左手定则，安培力方向向上，故C正确；
D、磁场方向垂直向里，电流方向向右上，根据左手定则，安培力方向垂直电流方向指向左上方，故D正确。
本题选错误的，
故选：A。
已知电流方向和磁场方向，根据左手定则判断安培力方向即可。
本题考查左手定则的应用，关键是记住左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
 

2.【答案】A 

【解析】解：赤道处的地磁场由南向北，电流方向由西向东，由左手定则可知，安培力竖直向上；
故选：A。
赤道处的地磁场由南向北，电流方向由西向东，由左手定则可以判断出导体所受安培力的方向．
本题是一道基础题，掌握左手定则、知道赤道上地磁场的方向即可正确解题．
 

3.【答案】D 

【解析】解：A、电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B不一定等于，只有B与I垂直时B才等于，故A错误；
B、磁感应强度的定义式是利用比值定义的，磁感应强度大小和放入磁场中的电流元无关，故B错误；
C、磁感应强度采用的是比值定义法，不能说磁感应强度是通电导线所受的磁场力F与IL的比值，如果磁场和电流不垂直时，还要涉及夹角，故C错误；
D、磁感应强度的大小是由磁场本身决定的，与检验电流元无关，故D正确。
故选：D。
明确安培力；当一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零；磁感应强度和放入磁场中的电流元无关；一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，磁场在该点的磁场为零或该电流的方向和磁场方向平行。
本题考查了磁感应强度和安培力。易错点：磁感应强度的定义式采用的是用比值定义的，磁感应强度和放入磁场中的电流元无关，我们不能够说磁感应强度B与F成正比，与IL成反比。
 

4.【答案】A 

【解析】

【分析】
通电导线在磁场中不平行放置时，一定有安培力，且安培力垂直于磁场和电流构成的平面，没有磁场，则安培力一定为零，即根据即可求解。 
考查安培力产生的条件，理解，即安培力的大小与BI之间的夹角有关。
【解答】
在B为零的地方，则F一定为零，而F为零时，则B不一定为零，可能B与I平行，故A正确，B错误；
C.若，，，根据，知只有B垂直I时，则，故C错误；
D.若，，，根据，知只有B垂直I时，则，，故D错误。
故选A。  

5.【答案】A 

【解析】解：根据左手定则可知，
A、第一个图中为正电荷向上运动，磁感应强度的方向向里，洛伦兹力的方向水平向左，故A正确；
B、第二个图中正电荷向下运动，磁感应强度的方向向右，洛伦兹力的方向垂直纸面向外；故B错误；
C、第三个图中负电荷向右运动，磁感应强度的方向垂直纸面向外，洛伦兹力的方向向上；故C错误；
D、第四个图中负电荷向右运动，磁感应强度的方向向下，洛伦兹力的方向垂直纸面向外，故D错误。
故选：A。
由左手定则可以得到各个图中洛伦兹力的方向．
根据左手定则直接判断洛伦兹力方向即可，注意与右手定则区别．基础题目．
 

6.【答案】B 

【解析】解：由安培定则可知导体右侧磁场方向垂直纸面向里，然后根据左手定则可知运动电子所受洛伦兹力向右，因此电子将向右偏转，洛伦兹力不做功，故其速率不变，故ACD错误，B正确。
故选：B。
根据安培定则判断出通电导体右侧的磁场方向，然后根据左手定则判断出电子所受洛伦兹力的方向，即得出电子的偏转方向，注意应用左手定则时四指指向与电子运动方向相反，洛伦兹力不做功。
在解决带电粒子在磁场中运动问题时安培定则与左手定则经常联合应用，在平时练习中要加强训练，以提高应用它们的解题能力。
 

7.【答案】A 

【解析】解：质子和粒子以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中，均做匀速圆周运动。
则由轨迹的半径为：得：半径与这两粒子的质量与电量的比值成正比。即：：2
而周期公式： 得：同期也与这两粒子的质量与电量的比值成正比。即：：2
故选：A。
带电粒子以一定速度垂直进入磁场中，受到洛伦兹力作用下做匀速圆周运动．运动轨迹的半径由磁感应强度、电量、质量及速度决定．而运动轨迹的周期与磁感应强度、电量、质量有关，却与速度无关．
由题意去寻找出半径只与什么有关、周期只与什么有关，而去除在本题中与之无关的量．
 

8.【答案】C 

【解析】解：由公式，带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹半径
周期
角速度
洛伦兹力不做功，，故由进入后v不变，R加倍，T加倍，减半，ABD错误，C正确。
故选：C。
带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，由轨迹半径周期，角速度，可知进入后v不变，R加倍，T加倍，减半。
带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力是始终不做功的，即只改变速度的方向，不改变速度的大小；此类问题要求掌握洛伦兹力的大小和方向的确定，带电粒子在匀强磁场中圆周运动及其规律，会应用周期公式和半径公式进行计算和分析有关问题。
 

9.【答案】C 

【解析】解：A、由于洛伦兹力与速度垂直，故不做功，故带电粒子不能从磁场获得能量，故A错误；
B、C、D、由得，，则最大动能；
可知最大动能与加速器的半径、磁感线强度以及电荷的电量和质量有关，与加速电压无关；
增大匀强电场，粒子射出时速度不变；故B错误；
增大匀强磁场，粒子射出时速度越大；故C正确，D错误；
故选：C。
回旋加速器是利用磁场使带电粒子做回旋运动，在运动中经高频电场反复加速的装置．是高能物理中的重要仪器．
磁场的作用
带电粒子以某一速度垂直进入匀强磁场时，只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其中周期与速率和半径无关，使带电粒子每次进入D形盒中都能运动相等时间半个周期后，平行于电场方向进入电场中加速．
电场的作用
回旋加速器的两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性的变化的并垂直于两D形盒直径的匀强电场，加速就是在这个区域完成的．
交变电压
为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使其能量不断提高，要在狭缝处加一个与粒子运动的周期一致的交变电压．
解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速、磁场偏转来加速粒子，但是最终粒子的动能与电场的大小无关．
 

10.【答案】A 

【解析】解：导线棒MN在外力作用下沿导轨向右运动而切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可以判定感应电流的方向为由，流过R的电流方向向下，即由。
故A正确。
故选：A。
右手定则的：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内．磁感线垂直进入手心，大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向．
本题考查了右手定则，只要是导体切割磁感线而产生感应电流就可以利用右手定则判定感应电流的方向．
 

11.【答案】C 

【解析】解：感应电动势中的v是垂直于L方向的速度。
甲图中速度方向与金属导体垂直，产生的感应电动势为：
乙图中下边不切割磁感应线，只有左边切割磁感应线，产生的感应电动势为：
丙图中速度沿垂直于金属导体方向的分速度为，产生的感应电动势为：
丁图中有效切割长度为L，产生的感应电动势为：，故C正确、ABD错误。
故选：C。
感应电动势中的v是垂直于L方向的速度，结合图象进行分析。
本题主要是考查了法拉第电磁感应定律，对于导体切割磁感应线产生的感应电动势的计算公式可以根据来计算，知道该公式的应用条件。
 

12.【答案】D 

【解析】解：A、根据可知，E与磁通量的变化率成正比，与磁通量大小无关，磁通量为零，闭合电路中的感应电动势不一定最大，故A错误；
B、只有穿过闭合回路中磁通量发生变化时，闭合回路中才会产生感应电流，穿过闭合电路的磁通量为零，若磁通量是变化的，则感应电动势一定不为零，故B错误；
CD、根据可知，穿过闭合电路的磁通量变化越快，闭合电路中的感应电动势越大，而穿过闭合电路的磁通量变化越多，感应电动势不一定越大，故C错误，D正确。
故选：D。
感应电流产生的条件是穿过闭合电路磁通量发生变化．感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，根据法拉第电磁感应定律分析。
本题的解题关键是准确理解并掌握法拉第电磁感应定律及感应电流的产生条件，注意明确磁通量、磁通量变化量以及磁通量变化率间的区别。
 

13.【答案】BD 

【解析】解：由图像得甲、丙、丁三图中导线均与磁场垂直，乙图中导线与磁场平行，故甲、丙、丁、三种情况下，导线的安培力大小均为
乙情况下导线所受安培力为0。故AC错误，BD正确。
故选：BD。
当通电直导线与磁场垂直时，此时受到的安培力为，当通电直导线与磁场平行时不受安培力作用，此时为零。
该题考查安培力的大小的计算，注意安培力表达式的长度为有效长度，即垂直于磁感线的长度即可判断。
 

14.【答案】CD 

【解析】解：AD、根据可知静止的电荷一定不受洛伦兹力作用；若运动的电荷的运动方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用，故A错误，D正确；
BC、根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直，故B错误C正确。
故选：CD。
当带电粒子的速度方向与磁场方向不平行，带电粒子受到洛伦兹力作用，根据左手定则可以得出洛伦兹力的方向。
解决本题的关键知道洛伦兹力方向与速度方向和磁场方向的关系，以及会运用左手定则进行判断洛伦兹力的方向。
 

15.【答案】AC 

【解析】解：AB、带电粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力，只有当运动的方向与磁场的方向垂直时，它所受的洛伦兹力大小一定为故A正确，B错误；
CD、根据左手定则可知，洛伦兹力方向总是垂直磁场与运动的方向所构成的平面，而磁场与电流方向不一定垂直，故C正确，D错误；
故选：AC。
安培力与洛伦兹力的方向均由左手定则来确定，它们都与磁场及电流或速度方向所构成的平面垂直，从而即可求解．
考查左手定则的应用，掌握安培力与洛伦兹力的区别与联系，注意此两力总是垂直于磁场及电流或速度方向所构成的平面．
 

16.【答案】CD 

【解析】解：A、直导线中通有向上增大的电流，根据安培定则，知通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且增大，根据楞次定律，知感应电流的方向为逆时针方向，即为ADCBA，故A错误；
B、当保持直导线电流不变，以AD边为轴转动过程中，穿过线框ABCD中向里的磁通量要减小，依据楞次定律，则有感应电流方向为顺时针方向，即为ABCDA，故B错误；
C、当保持直导线电流不变，线框平行直导线在水平面内向上移动，那么穿过线框的磁通量不变，则线框中无感应电流，故C正确；
D、由A选项可知，当直导线电流增大时，线框中感应电流方向为ADCBA，根据左手定则，知AD边所受安培力方向水平向右，BC边所受安培力方向水平向左，离导线越近，磁感应强度越大，所以AD边所受的安培力大于BC边所受的安培力，则线框所受磁场力的合力方向向右，那么线框受到向右的摩擦力，依据牛顿第三定律，可知，直导线受到向右的摩擦力，故D正确。
故选：CD。
直导线中通有向上增大的电流，根据安培定则判断导线右侧的磁场方向以及磁场的变化，再根据楞次定律判断感应电流的方向，最后根据左手定则判断出AD、BC边所受安培力的方向，注意离导线越近，磁感应强度越大．
解决本题的关键掌握安培定则，左手定则，以及会用楞次定律判断感应电流方向，理解感应电流产生的条件，注意线框受到的安培合力方向的正确判定．
 

17.【答案】BC 

【解析】解：发生电磁感应现象时，若电路不闭合，只产生感应电动势，不产生感应电流，故A错误；
B.穿过线圈的磁通量均匀变化时，磁通量的变化率恒定，根据法拉第电磁感应定律得知：线圈中产生的感应电动势恒定不变。故B正确；
C.根据楞次定律可知：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。故C正确；
D.穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，定会产生感应电流，故D错误。
故选：BC。
感应电流产生的条件一是闭合回路，二是磁通量发生变化；穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，定会产生感应电流。穿过线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势恒定不变。感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
本题考查的是电磁感应现象的条件，一是磁通量要发生变化，二是要构成闭合回路；穿过线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势恒定不变。
 

18.【答案】相互吸引 

【解析】解：根据通电直导线产生磁场的特点可知，右侧电流处的磁场方向向里，根据左手定则可知，右侧导线受安培力向左；根据相互作用可知，左侧受安培力同右；即两电流相互吸引。
故答案为：相互吸引。
通电导线的周围有磁场，右通电导体放在了左通电导线的磁场内，受到磁场的作用，根据左手定则就可以判断出相互作用力。
本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，只是要求灵活运用所学知识，同向电流相吸，而同名磁极相斥可以作用结论对比记忆。
 

19.【答案】运动  水平向右 

【解析】解：洛伦兹力是运动电荷在磁场中所受到的力，根据左手定则可知，带正电的粒子受到的洛伦兹力的方向是在纸面内水平向右。
故答案为：运动，水平向右。
根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，或负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向，根据左手定则来判断洛伦兹力即可。
本题考查的是左手定则的应用，同时要注意与右手定则的区别，比较简单。
 

20.【答案】  

【解析】解：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，
解得粒子转动半径：；
运动周期。
故答案为：；。
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力列式求解半径和周期。
本题考查带电粒子在磁场中的运动，要牢记半径和周期结论的推导过程以及两结论的基本内容。
 

21.【答案】解：导线与磁场垂直，导线受到的安培力
电流为
答：导线中电流的大小为2A 

【解析】已知磁场强度，导线长度与安培力，导线与磁场垂直，由安培力公式可以求出电流．
本题比较简单，考查了安培力的大小计算，应用公式时注意公式适用条件和公式中各个物理量的含义．
 

22.【答案】解：根据得，洛伦兹力
根据左手定则可知，洛伦兹力的方向竖直向上；
答：粒子受到的洛伦兹力，方向是竖直向上。 

【解析】粒子速度方向与磁场方向垂直，根据洛伦兹力的大小公式求出洛伦兹力的大小，根据左手定则判断洛伦兹力的方向。
解决本题的关键掌握洛伦兹力的大小公式，同时还要会运用左手定则判断洛伦兹力的方向。
 

23.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律得；
答：线圈中的感应电动势为 

【解析】线圈的磁通量变化时，产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小．
平均感应电动势的大小由，而瞬时感应电动势则由来求得，注意V是切割磁感线的速度，L是有效切割长度．