人教版（2019)選擇性必修二 第一章 安培力與洛倫茲力同步達標訓練

1、知識像燭光，能照亮一個人，也能照亮無數(shù)的人。-培根2019-2020學年高二物理第二學期人教版（2019)選擇性必修二安培力與洛倫茲力同步達標訓練不定項選擇題1下列說法中正確的是（）A奧斯特首先引入電場線和磁感線，極大地促進了他對電磁現(xiàn)象的研究B安培發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律，洛侖茲發(fā)現(xiàn)了磁場對運動電荷的作用規(guī)律C楞次認為，在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流，從而使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體D法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕2三種不同粒子a、b、c從O點沿同一方向垂直紙面向里的勻強磁場中的運動軌跡分別如圖所示，則（）A粒子a一定帶正電B粒子b一定帶正電C粒

2、子c一定帶正電D粒子b一定帶負電3如圖所示,導線框中電流為I,導線框垂直于磁場放置,磁感應強度為B,AB與CD相距為d,則棒MN所受安培力大小(    )AB C D4下列關(guān)于磁場的說法，正確的是（）A指南針是利用了地磁場，所有指南針S極所指方向就是此位置的地磁場方向B通電導線所受安培力方向可用右手定則來判斷C電磁鐵需要通電后有很強的磁性，所以我們要用硬磁性材料制作D安培定則（右手螺旋定則）能夠反映通電導線電流和電流產(chǎn)生磁場方向之間的關(guān)系5如圖所示，邊長為L的等邊三角形ABC內(nèi)、外分布著兩方向相反的勻強磁場，三角形內(nèi)磁場方向垂直紙面向

3、外，兩磁場的磁感應強度大小均為B。頂點A處有一粒子源，粒子源能沿BAC的角平分線發(fā)射不同速率的粒子，粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為+q，不計粒子重力及粒子間的相互作用力，則發(fā)射速度v0為哪一值時粒子能通過B點（）ABCD6一根長為0.2 m、電流為2 A的通電導線，放在磁感應強度為0.5 T的勻強磁場中，受到磁場力的大小可能是( )A0.4 NB0.2 NC0.1 ND0 N7磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，則（）Aa、b兩點磁感強度大小相等Ba、b兩點磁感強度大小不等，Ba>BbC同一小段通電導線放在a處時所受的磁場力一定比放在b處時大D同一小段通電導線放在a處時所受的磁場力可能比放在b處時

4、小8質(zhì)譜儀的工作原理示意圖如圖所示。帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E。平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有磁感應強度為B0的勻強磁場。下列表述正確的是（ ）A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小9霍爾元件是一種應用霍爾效應的磁傳感器，廣泛應用于各領(lǐng)域，如在翻蓋手機中，常用霍爾元件來控制翻蓋時開啟或關(guān)閉運行程序。如圖所示是一霍爾元件的示意圖，通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的

5、勻強磁場B，圖中a、b是垂直于z軸方向上元件的前后兩側(cè)面，霍爾元件寬為、b間距離，ab間將出現(xiàn)電壓，則（）Aa、b間電壓僅與磁感應強度B有關(guān)B若霍爾元件的載流子是自由電子，則ab兩端電壓C若霍爾元件的載流子是正電荷，則ab兩端電壓D若增大霍爾元件寬度d，則ab間電壓一定增大10如圖所示，一塊長度為a、寬度為b、厚度為d的金屬導體，當加有與前后表面垂直的勻強磁場B，且通以圖示方向的電流I時，用電壓表測得導體上、下表面MN間電壓為U。已知自由電子的電量為e。下列說法中正確的是（）AM板比N板電勢高B導體中自由電子定向移動的速度為C僅將磁場方向變?yōu)榕c導體的的左右表面垂直時，U不變D導體單位體積內(nèi)的自

6、由電子數(shù)為填空題11在磁感應強度B0.8 T的勻強磁場中，一根與磁場方向垂直放置、長度L0.2 m的通電導線中通有I0.4 A的電流，則導線所受磁場力大小為_；若將導線轉(zhuǎn)過90°與磁場方向平行時，導線所受磁場力為_，此時磁場的磁感應強度為_。12一根1m的直導線，通有1A的電流，沿東西方向放置在地球赤道上。若該處地磁場磁感應強度大小為3×10-5T，試估算該導線所受地磁場的安培力大小為_N13磁場對電流的作用力方向可以用_定則來判斷，其中，垂直穿過掌心的是_方向，四個手指所指的是_方向，大拇指所指的是_方向14如圖為放置在水平桌面上，測 U 型磁鐵兩磁極間磁感應強度的實驗裝

7、置?，F(xiàn)將質(zhì)量為 M、寬度為 d 的 U 型磁鐵開口向上放置在電子天平上；匝數(shù)為 n、寬度為 d 的矩形線框用導線靜止懸掛在絕緣支架上。當通以大小為 I，方向如圖所示的電流時，穩(wěn)定后讀得天平的示數(shù)為 m，則線框所受安培力方向為_，U 型磁鐵兩極間的磁感應強度 B=_只考慮線框下邊沿的水平邊在磁場中所受的安培力）。15如圖所示，水平放置的兩平行金屬導軌間距為0.5m，其上垂直于導軌放置質(zhì)量為0.05kg的直金屬棒，整個裝置放在方向跟導軌平行的勻強磁場中，當閉合開關(guān)S時，金屬棒中的電流為2.0A時，它對軌道的壓力恰好為零，取，則金屬棒所受到的安培力大小為_N，勻強磁場的磁感應強度大小為_T。16若某

8、通電導線長度為L，電流大小為I，放在磁場強度為B的磁場中，當導線與磁場線平面平行時，所受安培力F為_；當導線與磁場線平面垂直時，所受安培力F為_。17如圖所示，一段靜止的長為L的通電導線，每米導線中有n個自由電子，每個自由電子的電荷量為e，它們定向移動的速度為v。現(xiàn)加一勻強磁場，其方向垂直于導線，磁感應強度為B，那么，導體中的電流大小為_，這段導線受到的安培力大小為_。18如圖所示，銅棒長0.1m，質(zhì)量為0.06kg，兩端由兩根長都是1m的輕銅線懸掛起來，銅棒保持水平，整個裝置靜止于豎直平面內(nèi)，裝置所在處有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度，現(xiàn)給銅棒如中通入恒定電流，銅棒發(fā)生擺動已知最大偏轉(zhuǎn)角為3

9、7°，則銅棒從最低點運動到最高點的過程中，安培力做的功是_J，恒定電流的大小為_A（不計感應電流影響）19質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，在科學研究中具有重要應用如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理簡圖，電容器兩極板相距為d，兩端電壓為U，板間勻強磁場磁感應強度為B1 ， 一束帶電量均為q的正電荷粒子從圖示方向射入，沿直線穿過電容器后進入另一勻強磁場B2 ， 結(jié)果分別打在a、b兩點，測得兩點間的距離為R，由此可知，打在兩點的粒子質(zhì)量差為m=_（粒子重力不計） 計算題20如圖所示，矩形線圈abcd置于勻強磁場中，線圈平面和磁場垂直，ab=cd=0.2m，bc=ad=0.1m，線

10、圈中的電流強度I=4.0A，方向如圖，已知穿過線框的磁通=0.016Wb。求：（1）勻強磁場的磁感應強度B；（2）底邊bc所受磁場力的大小和方向。21如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系xOy，其第象限存在著正交的勻強電場和勻強磁場，電場強度的方向水平向右；，磁感應強度的方向垂直紙面向里帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的微粒從原點出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45°的初速度進入復合場中，正好做直線運動，當微粒運動到A（l，l）時，電場方向突然變?yōu)樨Q直向上（不計電場變化的時間），粒子繼續(xù)運動段時間后，正好垂直于y軸穿出復合場不計切阻力，求：（1）電場強度E的大?。唬?）磁感應強度B的大?。唬?）粒

11、子在復合場中的運動時間22如圖，一長為10cm的金屬棒ab用兩個完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里；彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過開關(guān)與一電動勢為12V的電池相連，電路總電阻為4。已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5cm；閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長量與開關(guān)斷開時相比均改變了0.3cm。求：(1)開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向；(2)開關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的大??；(3)金屬棒的質(zhì)量多大？23如圖所示，豎直平面直角坐標系第一象限有垂直于該豎直面、磁感應強度未知的圓形勻強磁場區(qū)域，圓形磁場邊界與Y軸上的A（0，cm

12、）點相切；第四象限有充滿整個象限水平向左大小的勻強電場?，F(xiàn)一質(zhì)量m=2×104kg、帶電量為q=+C的微粒從A點以v4m/s垂直于Y軸沿X方向射入圓形磁場，經(jīng)圓形磁場作用后最終從B（10cm，0）點離開第一象限進入第四象限，進入第四象限時速度與X軸正方向成=60°（微粒重力不計）。求：(1)圓形磁場磁感應強度大小及方向；(2)微粒在第四象限內(nèi)的軌跡方程（即x關(guān)于y的函數(shù)）；(3)微粒從A開始運動到再次經(jīng)過Y軸所經(jīng)歷的時間。24物理學中將帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比稱為比荷，根據(jù)某帶電粒子在電場和磁場中受力及運動情況，可以得出它的比荷。如圖是陰極射線管，左端正負極接高壓電源可

13、從陰極K水平向右發(fā)射帶電粒子束（也叫陰極射線），當圖中金屬板D1、D2之間未加電場時，粒子束不偏轉(zhuǎn)，最終運動到屏上P1點。按圖示方向在D1、D2之間施加電場E之后，粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)并運動到屏上P2點。(1)判斷該粒子束的電性，簡要說明理由。(2)為了抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它沿水平方向直接運動到P1，需要在兩塊金屬板D1、D2之間的區(qū)域再施加一個大小合適、方向垂直于紙面的磁場。若已知金屬板D1、D2間距離d，兩板間的電壓U，磁場的磁感應強度B。請判斷磁場的方向并求出陰極射線速度v的表達式。去掉D1、D2間的電場，陰極射線經(jīng)N點（圖中未畫出）離開磁場打到在屏上P3點。若已知P3到N點水平距離為D，豎

14、直距離為h，金屬板D1、D2的板長為L，請推導出陰極射線中粒子的比荷的表達式。25利用電磁場可以控制帶電粒子的速度大小與方向。在圖示坐標系的第象限，存在一個圓心為坐標原點的圓環(huán)狀的均勻輻向電場，圓環(huán)在y軸上的截面長度為R，電場中各點電勢為，式中k為正的已知常量，r為該點到圓心O的距離。在y軸右側(cè)，圓心為（R，0）、半徑為R的虛線圓內(nèi)分布著方向垂直于圓面的勻強磁場，在處有一豎直放置的足夠長的探測屏。今在圓弧的點放置一個離子源，能不斷釋放質(zhì)量為m、電荷量為的帶電離子。當磁場的磁感應強度大小為時，這些經(jīng)電場加速的離子剛好能從磁場區(qū)域最高點射出。忽略離子初速度，不計離子重力及相互作用力，不考慮空氣阻力

15、。(1)求離子在磁場中的速率v；(2)若磁場的磁感應強度大小可調(diào)，求離子打在屏上的縱坐標y與磁感應強度大小B、原磁感應強度大小的關(guān)系式；(3)若將離子源沿環(huán)形電場外邊界緩慢移動，使所有離子均沿豎直方向射出磁場，求磁場區(qū)域的最小面積，畫出磁場形狀并標明磁感應強度的大小與方向。26如圖，在邊長為L=0.2m的正六邊形ACDEFG區(qū)域內(nèi)，分布著垂直紙面向里，磁感應強度大小B=0.5T的勻強磁場。在正六邊形的中心O有一個粒子發(fā)射源，可以在紙面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率不確定的帶電粒子，粒子帶正電，且電荷量為C，粒子的質(zhì)量kg，取3。(1)如果所有粒子都束縛在磁場內(nèi)，求粒子發(fā)射速率v0的最大值；(2)如果以第(1)問的速率范圍向紙面內(nèi)各個方向發(fā)射該粒子，求粒子能夠到達的區(qū)域面積；(3)如果粒子以m/s的速率向紙面內(nèi)各個方向發(fā)射，求該粒子在磁場中運動的最長時間和最短時間（sin25°=0.43，cos25°=0.91，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。1 / 11參考答案1B2A3D4D5D6BC