第1章安培力與洛倫茲力（單元測試）-2023-2024學(xué)年高二物理下學(xué)期同步學(xué)案+典例+練習(xí)（人教版2019選擇性必修第二冊）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?第1章安培力與洛倫茲力單元測試
一、單選題（本大題共8小題，每小題4分，共32分）
1．通有電流的導(dǎo)線、處在同一平面（紙面）內(nèi)，是固定的，可繞垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動（O為的中心），各自的電流方向如圖所示。下列情況中將會發(fā)生的是（　?。?br />
A．因不受磁場力的作用，故不動 B．因上、下兩部分所受的磁場力平衡，故不動
C．繞軸O按順時針方向轉(zhuǎn)動 D．繞軸O按逆時針方向轉(zhuǎn)動
2．如圖所示，一根足夠長的光滑絕緣桿，與水平面的夾角為，固定在豎直平面內(nèi)，磁感應(yīng)強度大小為、方向垂直紙面向里的勻強磁場充滿桿所在的空間，桿與磁場方向垂直。質(zhì)量為的帶電小環(huán)沿桿下滑到圖中的處時，對桿有垂直桿向下的壓力作用，壓力大小為。已知小環(huán)的電荷量為，重力加速度大小為，。則小環(huán)滑到處時的速度大小為（　?。?br />
A． B． C． D．
3．如圖所示，在直角三角形abc區(qū)域（含邊界）內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，∠a = 60°，∠b = 90°，邊長ab = L，一個粒子源在b點將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以大小和方向不同的速度射入磁場，在磁場中運動時間最長的粒子中，速度的最大值是（不計粒子重力及粒子間的相互作用）（???）

A． B． C． D．
4．如圖所示是磁流體發(fā)電機的示意圖，兩平行金屬板P、Q之間有一個很強的磁場。一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）沿垂直于磁場的方向噴入磁場。把P、Q與電阻R相連接。下列說法正確的是（　?。?br />
A．Q板的電勢高于P板的電勢
B．R中有由b向a方向的電流
C．若只改變磁場強弱，R中電流保持不變
D．若只增大粒子入射速度，R中電流增大
5．如圖（a），直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO′上，其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO′的磁場，與OO′距離相等位置的磁感應(yīng)強度大小相等且不隨時間變化，其截面圖如圖（b）所示。導(dǎo)線通以電流I，靜止后，懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是（???）

A．當導(dǎo)線靜止在圖（a）右側(cè)位置時，導(dǎo)線中電流方向由N指向M
B．電流I增大，靜止后，導(dǎo)線對懸線的拉力不變
C．tanθ與電流I成正比
D．sinθ與電流I成正比
6．如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子從圓周上的M點沿直徑方向射入磁場。若粒子射入磁場時的速度大小為，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)；若射入磁場時的速度大小為，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)，不計重力，則為（　　）

A． B． C． D．
7．CT掃描是計算機X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，CT掃描機可用于對多種病情的探測。圖（a）是某種CT機主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖（b）所示。圖（b）中M、N之間有一電子束的加速電場，虛線框內(nèi)有勻強偏轉(zhuǎn)磁場；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進，打到靶上，產(chǎn)生X射線（如圖中帶箭頭的虛線所示）；將電子束打到靶上的點記為P點。則（　　）

A．M處的電勢高于N處的電勢
B．增大M、N之間的加速電壓可使P點左移
C．偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于紙面向外
D．增大偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強度的大小可使P點左移
8．筆記本電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作：當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為、長為的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為。當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓，以此控制屏幕的熄滅。則元件的（　　）

A．前表面的電勢比后表面的低 B．前、后表面間的電壓與無關(guān)
C．前、后表面間的電壓與成正比 D．自由電子受到的洛倫茲力大小為
二、多選題（本大題共4小題，每小題4分，共16分）
9．如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和 L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反，下列說法正確的是（）

A．L1所受磁場作用力的方向與 L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁場作用力的方向與 L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為
D．L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為
10．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子（不計重力），從a點以與邊界夾角為53°的方向垂直射入磁感應(yīng)強度為B的條形勻強磁場，從磁場的另一邊界b點射出，射出磁場時的速度方向與邊界的夾角為37°．已知條形磁場的寬度為d，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8．下列說法正確的是（）

A．粒子帶正電
B．粒子在磁場中做圓周運動的半徑為d
C．粒子在磁場中做圓周運動的速度大小為
D．粒子穿過磁場所用的時間為
11．如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上，下列說法正確的有（　　）

A．電子從N到P，電場力做正功
B．N點的電勢高于P點的電勢
C．電子從M到N，洛倫茲力不做功
D．電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力
12．如圖所示，回旋加速器置于高真空中，D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，在加速電壓為U的加速電場中被加速。所加磁場的磁感應(yīng)強度、加速電場的頻率可調(diào)，磁場的磁感應(yīng)強度最大值為Bm，加速電場頻率的最大值fm。下列說法正確的是（　　）

A．粒子第n次和第n+1次加速后的半徑之比是（）
B．粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間為
C．若fm，則粒子獲得的最大動能為
三、實驗題（本大題共2小題，每小題10分，共20分）
13．磁體和電流之間、磁體和運動電荷之間、電流和電流之間都可通過磁場而相互作用，此現(xiàn)象可通過以下實驗證明：

（1）如圖（a）所示，在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)實驗時，為使實驗方便效果明顯，通電導(dǎo)線應(yīng)______．此時從上向下看，小磁針的旋轉(zhuǎn)方向是_________________（填順時針或逆時針）．
A．平行于南北方向，位于小磁針上方
B．平行于東西方向，位于小磁針上方
C．平行于東南方向，位于小磁針下方
D．平行于西南方向，位于小磁針下方
（2）如圖（b）所示是電子射線管示意圖.接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下（z軸負方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是__________．（填選項代號）
A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向????B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向
C．加一電場，電場方向沿z軸負方向????D．加一電場，電場方向沿y軸正方向
（3）如圖（c）所示，兩條平行直導(dǎo)線，當通以相同方向的電流時，它們相互________（填排斥或吸引），當通以相反方向的電流時，它們相互___________（填排斥或吸引），這時每個電流都處在另一個電流的磁場里，因而受到磁場力的作用．也就是說，電流和電流之間，就像磁極和磁極之間一樣，也會通過磁場發(fā)生相互作用.
14．探究影響通電導(dǎo)線受力的因素：
（1）導(dǎo)線跟磁場垂直時，磁場對電流的作用力最_______;導(dǎo)線跟磁場平行時，磁場對電流作用力最_______。
（2）當導(dǎo)線跟磁場垂直時，磁場對電流的作用力跟電流大小和導(dǎo)線長度的關(guān)系。

實驗裝置如圖所示：三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認為磁極間的磁場是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度。
①保持導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流的大小，發(fā)現(xiàn)：電流越大，磁場對電流的作用力_______。
②保持電流不變時，磁場中的導(dǎo)線越_______，磁場對電流的作用力越_______;磁場中的導(dǎo)線越短，磁場對電流的作用力越小
③結(jié)論：磁場對電流的作用力跟_______成正比，跟導(dǎo)線_______成正比，引入比例系數(shù)B，寫成等式為：F=_______。
四、計算題（本大題共2小題，每小題16分，共32分）
15．如圖，金屬板M、N板豎直平行放置，中心開有小孔，板間電壓為，E、F金屬板水平平行放置，間距和板長均為d，其右側(cè)區(qū)域有垂直紙面向里足夠大的勻強磁場，磁場上AC邊界與極板E在同一條直線上．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的正電粒子，從極板M的中央小孔處由靜止釋放，穿過小孔后沿EF板間中軸線進入偏轉(zhuǎn)電場，從AD邊界上的P處離開偏轉(zhuǎn)電場時速度方向與水平方向夾角為37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，忽略粒子重力及平行板間電場的邊緣效應(yīng)，求：
（1）粒子到達小孔時的速度；
（2）P點與上極板的距離h；
（3）要使粒子進入磁場區(qū)域后不能從AC邊射出，磁場磁感應(yīng)強度的最小值．

16．某離子實驗裝置的基本原理如圖甲所示。Ⅰ區(qū)寬度為d，左邊界與x軸垂直交于坐標原點O，其內(nèi)充滿垂直于平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為；Ⅱ區(qū)寬度為L，左邊界與x軸垂直交于點，右邊界與x軸垂直交于點，其內(nèi)充滿沿y軸負方向的勻強電場。測試板垂直x軸置于Ⅱ區(qū)右邊界，其中心C與點重合。從離子源不斷飄出電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，加速后沿x軸正方向過O點，依次經(jīng)Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)，恰好到達測試板中心C。已知離子剛進入Ⅱ區(qū)時速度方向與x軸正方向的夾角為。忽略離子間的相互作用，不計重力。
（1）求離子在Ⅰ區(qū)中運動時速度的大小v；
（2）求Ⅱ區(qū)內(nèi)電場強度的大小E；
（3）保持上述條件不變，將Ⅱ區(qū)分為左右兩部分，分別填充磁感應(yīng)強度大小均為B（數(shù)值未知）方向相反且平行y軸的勻強磁場，如圖乙所示。為使離子的運動軌跡與測試板相切于C點，需沿x軸移動測試板，求移動后C到的距離S。