高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第一章 安培力與洛倫茲力綜合與測試導學案及答案

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第一章 安培力與洛倫茲力綜合與測試導學案及答案，共11頁。學案主要包含了單項選擇題，多項選擇題，非選擇題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、單項選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分．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.(2019·張家口市高二上期末)如圖1所示，兩平行直導線cd和ef豎直放置，通以方向相反、大小相等的電流，a、b兩點位于兩導線所在的平面內(nèi)．下列說法正確的是( )
圖1
A．a(chǎn)點的磁感應強度一定為零
B．b點的磁感應強度一定為零
C．ef導線受到的安培力方向向右
D．cd導線在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外
答案 C
解析 根據(jù)安培定則可知，通電導線cd在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，通電導線ef在a點產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，cd、ef中通有方向相反、大小相等的電流，但a點離cd較近，故a點的磁場方向垂直紙面向里，故a點的磁感應強度一定不為零，故A、D錯誤；根據(jù)安培定則可知，通電導線ef和cd在b點產(chǎn)生的磁場方向相同，均為垂直紙面向外，所以b點的磁場方向垂直紙面向外，故b點的磁感應強度一定不為零，故B錯誤；根據(jù)左手定則可判斷，ef導線受到的安培力方向向右，故C正確．
2.(2020·哈師大附中期末)如圖2所示，折導線abc中ab和bc長度均為L，置于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，abc平面與磁場垂直，在導線abc中通有電流I，則導線所受安培力的大小為( )
圖2
A.eq \r(3)BIL B.eq \f(3,2)BIL
C．(1＋eq \f(\r(3),2))BIL D.eq \f(3,4)BIL
答案 A
解析 導線兩端點a、c連線長度為d＝eq \r(3)L，根據(jù)安培力公式可知導線受到的安培力大小為BId＝eq \r(3)BIL，選項A對．
3.(2018·海南卷)如圖3所示，一絕緣光滑固定斜面處于勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于斜面向上，通過電流I的金屬細桿水平靜止在斜面上．若電流變?yōu)?.5I，磁感應強度大小變?yōu)?B，電流和磁場的方向均不變，則金屬細桿將( )
圖3
A．沿斜面加速上滑 B．沿斜面加速下滑
C．沿斜面勻速上滑 D．仍靜止在斜面上
答案 A
解析 開始時F安＝BIl＝mgsin θ，改變后F安′＝1.5BIl>mgsin θ，則金屬桿將沿斜面向上加速運動．
4.如圖4所示，弧ADC是四分之一圓弧，O為圓心，D為弧AC中點，A、D、C處各有一垂直紙面的通電直導線，電流大小相等，A、C兩處電流垂直紙面向里，D處電流垂直紙面向外，整個空間再加一個大小為B的勻強磁場，O處的磁感應強度剛好為零．如果將D處電流反向，其他條件都不變，則O處的磁感應強度大小為( )
圖4
A．(3＋2eq \r(2))B B．2(eq \r(2)＋1)B
C．2B D．0
答案 B
解析 設(shè)A、D、C處的電流在O點產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小均為B0，則對O點的磁場：eq \r(B\\al(02)＋B\\al(02))＝B＋B0，即B＝(eq \r(2)－1)B0，B的方向沿左上方45°的方向；如果將D處電流反向，則O處磁場的磁感應強度大小為eq \r(B\\al(02)＋B\\al(02))＋B0－B＝2(eq \r(2)＋1)B，故B正確．
5．(2016·全國卷Ⅰ)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖5所示，其中加速電壓恒定．質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場．若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應強度增加到原來的12倍．此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為( )
圖5
A．11 B．12 C．121 D．144
答案 D
解析 設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量和電荷量分別為m1、q1，一價正離子的質(zhì)量和電荷量分別為m2、q2.對于任意粒子，在加速電場中，由動能定理得
qU＝eq \f(1,2)mv2－0，得v＝eq \r(\f(2qU,m))①
在磁場中qvB＝meq \f(v2,r)②
由①②式聯(lián)立得m＝eq \f(B2r2q,2U)，由題意知，兩種粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑相同，加速電壓U不變，其中B2＝12B1，q1＝q2，可得eq \f(m2,m1)＝eq \f(B\\al(22),B\\al(12))＝144，故選項D正確．
6.如圖6所示，在水平地面上方有正交的勻強電場和勻強磁場，勻強電場方向豎直向下，勻強磁場方向水平向里．現(xiàn)將一個帶正電的金屬小球從M點以初速度v0水平拋出，小球著地時的速率為v1，在空中的飛行時間為t1.若將磁場撤除，其他條件均不變，那么小球著地時的速率為v2，在空中飛行的時間為t2.小球所受空氣阻力可忽略不計，則關(guān)于v1和v2、t1和t2的大小比較，以下判斷正確的是( )
圖6
A．v1>v2，t1>t2 B．v1