高中物理 第13周 安培力和洛伦兹力周末培优

1、学必求其心得，业必贵于专精第13周 安培力和洛伦兹力（测试时间:30分钟，总分:60分）班级：_ 姓名：_ 座号：_ 得分:_一、选择题（共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第7和8题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分，有选错的得0分)1关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是a电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用b电荷在电场中一定受电场力作用c电荷所受电场力一定与该处电场方向一致d电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直【答案】b2如图所示，某区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为b.一正方形刚性线圈，边长为l,匝

2、数为n,线圈平面与磁场方向垂直，线圈一半在磁场内.某时刻,线圈中通过大小为i的电流,则此线圈所受安培力的大小为abil bnbilcnbil dnbil【答案】d【解析】线圈的有效长度为，故线圈受到的安培力为,d正确。3下列各图中，运动电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是【答案】b【解析】根据左手定则可知：a中洛伦兹力方向应该向上，故a错误;b中电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系符合左手定则，故b正确；cd中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故cd错误。4如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一个条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为

3、f1，现在磁铁左上方位置固定一根导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为f2,则以下说法正确的是a弹簧长度将变长b弹簧长度将不变cf1f2df1f2【答案】c5如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁n极附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将a转动同时靠近磁铁b转动同时离开磁铁c不转动，只靠近磁铁d不转动，只离开磁铁【答案】a【解析】先根据左手定则判断线圈所受的安培力方向，再根据右手螺旋定则判断出线圈产生的磁场，从而根据磁极间的相互作用分析线圈的运动情况.线圈通有顺时针电流，并处于n极的附近,根据左手定则可得，线圈右边安培力方向垂直纸面向里，所

4、以线圈转动；由右手螺旋定则可知，线圈向外一面为s极，因为异名磁极相互吸引，线圈靠近磁铁；所以线圈转动并同时靠近磁铁，故a正确，bcd错误。6如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明磁铁的极性,在它中央的正上方固定一根导线，导线与磁铁垂直,给导线通以垂直与纸面向外的电流，则a如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极b如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极c无论如何台称的示数都不可能变化d以上说法都不正确【答案】a7图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用.电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,l是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f,分别接

5、到两个不同的直流电源上时，l便在导轨上滑动。下列说法正确的是a若a接正极，b接负极，e接正极,f接负极，则l向右滑动b若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则l向左滑动c若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则l向右滑动d若a接负极,b接正极，e接负极，f接正极，则l向左滑动【答案】cd【解析】由安培定则与左手定则可知，若a接正极，b接负极，e接正极,f接负极，l所受安培力向左，l向左滑动，故a错误；由安培定则与左手定则可知，若a接负极，b接正极,e接正极，f接负极，l所受安培力向右,l向右滑动,故b错误；由安培定则与左手定则可知，若a接正极，b接负极，e接负极,f接正极，l受到的安培

6、力向右,l向右滑动，故c正确；由安培定则与左手定则可知，若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极,l所受安培力向左，则l向左滑动，故d正确。8如图所示,带正电的小球通过绝缘柄固定在a处，匀强磁场方向垂直纸面向里。则有关洛伦兹力的分析，正确的是a若将匀强磁场向右水平平移，由于带电小球静止，所以它不受洛伦兹力作用b若将匀强磁场向右水平平移，小球会受到洛伦兹力作用,其方向向上c若将匀强磁场向右水平平移，小球会受到洛伦兹力作用，其方向向下d若磁场沿垂直纸面的方向平移，则小球不受洛伦兹力作用【答案】cd二、填空题（共2小题，共10分)9（4分）“上海光源”发出的光,是接近光速运动的电子在磁场中做曲线运动

7、改变运动方向产生的电磁辐射。若带正电的粒子以速率v0进入匀强磁场后，在与磁场垂直的平面内做半径为mv0/qb的匀速圆周运动(见图），式中q为粒子的电荷量，m为其质量，b为磁感应强度,则其运动的角速度=_。粒子运行一周所需要的时间称为回旋周期。如果以上情况均保持不变，仅增大粒子进入磁场的速率v0，则回旋周期_(填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】(2分） 不变（2分）【解析】由洛伦兹力提供向心力:,代入已知数据解得：，由周期公式:，可知粒子运动周期与速度无关，故周期不变。10(6分)如图所示，用细棉线悬挂一水平放置的导线，已知匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为b，电流从左往右，

8、大小为i，通电导线长为l，导线处于静止。则通电导线受到安培力大小为f=_.如果只减小电流，导线受到的安培力将_,细棉线受到的拉力将_.(填“增大、“减小”或“不变”）【答案】bil（2分） 减小（2分） 减小(2分）三、计算题（共3小题,共18分）11（4分)如图所示，质量为m，带电荷量为q的小球，在倾角为 的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直纸面向外,若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：（1）小球带电性质如何？（2）此时小球下滑的速度和位移分别是多大？【答案】(1）正电 （2） 【解析】（1）由受力分析可得,带电粒子所受磁场力方向垂直于全面向上，由左手

9、定则可得，此粒子带正电（1分）(2）当粒子与斜面间没有压力时有解得此时粒子的速度为（1分）在整个运动过程中粒子的加速度为（1分)由公式得带电粒子在斜面上的位移为(1分）12（6分）如图所示,电源电动势e=2 v，r=0。5 ，竖直导轨宽l=0。2 m,导轨电阻不计。另有一金属棒ab，质量m=0。1 kg，电阻r=0.5 ,它与轨道间的动摩擦因数=0.4，金属棒靠在导轨的外面。为使金属棒静止不下滑，施加一个与纸面夹角为30且方向向里的匀强磁场,g取10 m/s2。求：（1)磁场的方向；（2）磁感应强度b的取值范围。【答案】(1）斜向下 （2）3。0 tb16。3 t当ab棒有上滑的趋势时,受向下

10、的静摩擦力为f2,如图所示，则有fsin 30f2mg=0f=b2il（1分）f2=fcos30i=（1分）由以上各式，解得b216.3 t所以b的取值范围是3.0 tb16。3 t（1分)13（8分)如图所示,两平行金属导轨间的距离l=0。40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度b=0。50 t、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势e=4。5 v、内阻r=0.50 的直流电源。现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻r0=2。5 ，金属导轨电阻不计， g取10 m/s2.已知sin 37=0.60,cos 37=0。80，求:(1)通过导体棒的电流；（2)导体棒受到的安培力和导体棒受到的摩擦力；(3）若仅将磁场方向改为竖直向上，求摩擦力.(2)导体棒受到的安培力：f安=bil=0.30 n（1分）导体棒所受重力沿斜面向下的分力f1= mgsin 37=0。24 n（1分)由于f1小于安培力，故导体棒