人教版初中高中物理选修二安培力与洛伦兹力含答案解析

1、一、选择题1.如图所示，挂在天平底部的矩形线圈abcd的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流I时，调节两盘中的祛码，使天平平衡。然后使电流I反向，这时要在天平的左盘上加质量为 2 10 2kg的祛码，才能使天平重新平衡。若已知矩形线圈共10匝，通入的电流I=0.1 A, bc边长度为10 cm, （g取10 m/s2）则磁场对bc边作用力F的大小和 该磁场的磁感应强度 B的大小分别是（）A. F=0.2N, B=20TC. F=0.1N, B=1TB. F=0.2N, B=2TD. F=0.1N, B=10T2.如图所示，用粗细均匀的铜丝制成的等腰直角三角形线圈 匀强磁场（图中

2、未画出）中，线圈中通有如图所示的恒定电流abc置于垂直线圈所在平面的I。若ab边所受的安培力大小为F,则线圈的bc边受到的安培力大小为C. 2FD. 2 2F0,导体棒中通以电流I,3.如图所示，在一光滑绝缘斜面上放一导体棒，斜面的倾角为电流方向垂直纸面向里。以下列两种方式在空间中加上匀强磁场可使导体棒静止在斜面上：（1）磁场方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小为Bi； （2）磁场方向竖直向上，磁感应强度大小为B2。则（）A.两种情况下，导体棒所受的安培力大小相等B.两种情况下，斜面对导体棒的支持力大小相等C. B1B2D. B1 B2 cos4. 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠近S极一侧

3、吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情 况是（）77777777777777777777777777777777B.磁铁对桌面的压力增大D.磁铁受到向左的摩擦力O在有界匀强磁场的边界 MN上，磁场与纸面垂A.磁铁对桌面的压力不变C.磁铁受到向右的摩擦力5. 一硬质金属圆环固定在纸面内，圆心直t 0时磁场的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则圆环所受安培力F与时间t的关系图像可能正确的是（）甲乙6. 如图所示，水平线上方有方向垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场区域。一带负电粒子P从a点沿0 =3昉向以初

4、速度 v垂直磁场方向射入磁场中，经时间 t从b点射出磁场。不计粒子重力，下列说法正确的是（）XXXXXXXXXXXXA. ab之间的距离为粒子做圆周运动的半径的2倍B.若粒子初速度为 2v,射出磁场时与水平线夹角为60°C.若粒子初速度为 3v,粒子经时间3t射出磁场D.若磁场方向垂直纸面向外，粒子经时间5t射出磁场7 .如图所示，倾角为 。的粗糙绝缘斜面（足够长）置于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为 B。质量为m、电荷量为q的带电滑块由静止释放，下滑 x距离后飞离 斜面。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为%下列说法正确的是（）A.滑块带负电8 .滑块在斜面上做匀加速直线运动m

5、g cosG滑块离开斜面瞬间的速率为 qBD.滑块克服摩擦力做的功为科mgxsos 0 8 .特高压直流输电是我国领先世界的电力工程。正常输电时，两根导线中通有大小相等，方向相反的电流，某次故障测试中发现两根平行输电线电流Ia>|c。如图，以两导线垂线中点为圆心，作一个与导线垂直的圆，a （里面）和c （外面）与输电线在同一高度，b、d为圆的最下方和最上方。忽略地磁的影响，则（）A. b点和d点磁场方向相同B. a点的磁感应强度可能为零C. c点的磁感应强度可能为零D.两根导线的作用力为引力9.如图所示，一根通有电流 I的直铜棒MN,用导线挂在磁感应强度为 B的匀强磁场中, 此时两根悬线

6、处于张紧状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（）X X.WXX X XHX X XX XN XA.适当增大电流B.使电流反向并适当减小C.保持电流I不变，减小BD.使电流I反向并增大10 . a、b两个带正电的粒子经同一电场由静止加速，先后以vi、V2从M点沿MN进入矩形匀强磁场区域，经磁场偏转后分别从 PQ边E、F离开。直线ME、MF与MQ的夹角分别为30。、60。，粒子的重力不计，则两个粒子进入磁场运动的速度大小之比为（A. vi: V2=1: 3B. vi: V2=3: 1C. vi : V2=3: 2D. vi: V2=2: 311 .如图，一段导线 abcd位于磁感应强度为 B的匀强

7、磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面 向里）垂直。线段 ab、bc和cd的长度均为L,且 abc bcd 135 。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（方向沿纸面向上,大小为A.1)ILBB.方向沿纸面向上,大小为1)ILBC.方向沿纸面向下,大小为1)ILBD.方向沿纸面向下,大小为1)ILB12.空间有一圆形匀强磁场区域,O点为圆心。一带负电的粒子从 A点沿半径方向以速率v垂直射入磁场，经过时间 t离开磁场时速度方向与半径 OA垂直，不计粒子重力。若粒子速率变为J3V,其他条件不变，粒子在圆形磁场中运动的时间为（tA.一2B.3tC.12D. 2t

8、13.如图所示，半径分别为R 2R的两个同心圆，圆心为 O,大圆和小圆之间区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，其余区域无磁场。一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度V1射入磁场，其运动轨迹所对的圆心角为120 co若将该带电粒子从 P点射入的速度大小变为 v2,不论其入射方向如何，都不可能射入小圆内部区域，则以最大为V1C.32D.3、, 3414.如图所示，两平行金属板 AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。B板带等量负电荷，电场强度为E:磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为A板带正电荷, B1。平行金属板右侧有一挡板 M,中间有小孔O , OO是平行于两金属板的中心线。挡板右侧

9、有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B20 CD为磁场B2边界上的一绝缘板，它与 M板的夹a ,现有大量质量均为 m,含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（不计重力），自O点沿OO方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO方向运B2中，则能击中绝缘板 CD的粒子中,所带电荷量的最大值为动，并进入匀强磁场oA. q 金mEmEB1B2aB1B2aC. q 2B1B2amEB1B2 amEa、15 .近年来海底通信电缆越来越多，海底电缆通电后产生的磁场可理想化为一无限长载流导线产生的磁场，科学家为了检测某一海域中磁感应强度的大小，利用图中一块长为宽为b、厚为c,单位体积内自由电子数为 n的金属

10、霍尔元件，放在海底磁场中，当有如图Uh,通过所示的恒定电流I （电流方向和磁场方向垂直）通过元件时，会产生霍尔电势差元件参数可以求得此时海底的磁感应强度B的大小（地磁场较弱，可以忽略）。下列说法正确的是（提示：电流 I与自由电子定向移动速率v之间关系为I=nevbc,其中e为单个电子的电荷量）/ b卜法面A,元件上表面的电势高于下表面的电势B.元件在单位体积内参与导电的电子数目为IBceUHC.仅增大电流I时，上、下表面的电势差减小D.其他条件一定时，霍尔电压越小，该处的磁感应强度越大二、填空题16 .对回旋加速器的工作原理的理解。（1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式T ,粒子运

11、动速率增大，其运动半径将 （填 蹭大"减小“或不变”，下同），周期 （2）如图所示，要确保粒子每次经过D形盒的间隙时，都受到合适的电场力而被加速，则产生交变电场的频率应 （填 大于“小于"或 等于“）粒子运动的频率。（3）带电粒子获得的最大能量与D形盒的 （填 半径”或 周期”）有关。17 .如图所示，一电子以速度1.0 X 1m/s与x轴成30。的方向从原点出发，在垂直纸面向里的匀强磁场中运动，磁感应强度B=1T那么圆周运动的半径为 m,经过 S时间，第一次经过 x轴.（电子质量 m=9.1X1031kg）X X X X X XXKOXXXXXXXXXX18.如图所示，将

12、截面为正方形的真空腔 里.若有一束具有不同速率的电子由小孔abcd放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向 a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔c和d射出的电子的速率之比;通过磁场的时间之比为m、带正电的珠子，3。将珠子从环上最419 .半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，珠子所受静电是其重力的低位置A点由静止释放，则珠子所能获得的最大动能Ek为20 .荷兰物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用.为了纪念他，人们称这种力为,该力的方向可以用 （填 ”手定则”或右手定则”）来判断.21 .放射源中有三种不同的粒子，其中

13、一种不带电，另两种分别带正负电荷，置于磁场中，形成如图三条轨迹，则不带电的粒子的轨迹是 ,带负电的粒子的轨迹是22 .将长度为0.2m、通有1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为 1T,试求下列各图中导线所受安培力的大小.XXXXXX(1) Fl = _ N (2) F2 = N (3) F3 = N (4) F4 = _ N23 .两块长5d、相距d的水平平行金属板，板间有垂直于纸面的匀强磁场.一大群电子从平行于板面的方向、以相等大小的速度v从左端各处飞入（图）.为了不使任何电子飞出,板间磁感应强度的最小值为 24 .如图所示的天平可用来测定磁感应强度，

14、天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为1,共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I时（方向顺时针，如图）时，在天平左、右两边各加上质量分别为m1、m2的祛码，天平平衡.当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为 m的祛码后，天平重新平衡.由此可知：磁感应强 度的方向为,大小为.25 .回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电 场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始

15、终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B,离子源置于 D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q,质量为m,最大回转半径为 R其运动轨道如图所示，则：(1)两盒所加交流电的频率为 。(2)粒子离开回旋加速器时的动能为 。(3)设两D形盒间电场的电势差为 U,盒间窄缝的距离为 d,其电场均匀，粒子在电场中加 速所用的时间t电为,粒子在整个回旋加速器中加速所用的时间t总为。26 .如图所示，用两条一样的弹簧吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为Fi,若将棒中电流反向但不改变电流大小，当棒

16、静止时，每个弹簧的拉力大小均为F2,且F2>Fi,则磁场的方向为,安培力的大小为 。27 .如图所示，在水平放置的平行导轨一端架着一根质量m = 1kg的金属棒ab,导轨另端通过导线与电源相连，该装置放在高h=0.2 m的绝缘垫块上。当有竖直向下的匀强磁场时，接通电源，金属棒 ab会被平抛到距导轨右端水平距离s= 1m处，试求接通电源后安培力对金属棒做的功(g取10 m/s2)。28 .如图所示，有界匀强磁场的宽度为d=0.3m,磁感应强度 B=2X103T。磁场右边是宽度L=0.2m、场强E=25V/m、方向向左的匀强电场，一带电粒子电荷量为q=3.2 X 109C的负电荷，质量m=6

17、.4 x 1027kg,以v0=5X 14m/s的速度沿OO'垂直射入磁场，在磁场中偏转后进 入右侧的电场，最后从电场右边界射出，求(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;(2)大致画出带电粒子的运动轨迹(画在题图上)； 带电粒子飞出电场时的动能。29 .如图所示，圆心为 O、半径为R的圆形区域内有磁感应强度大小为B仁B方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场区域右侧有一宽度也为R的足够长区域n ,区域n内有方向向左的匀强电场，区域 n左右边界CD、FG与电场垂直，区域 I边界上过A点的切线与电场线平1行且与FG交于G点，FG右侧为万向向外、磁感应强度大小为B2=B的匀强磁场区域4出。在FG延长线上距 G点为R处的M点放置一足够长的荧光屏 MN,荧光屏与FG成0=45。角，在A点处有一个粒子源，能沿纸面向区域内各个方向均匀地发射大量质量为m、带电荷量为+ q且速率相同的粒子，其中沿 AO方向射入磁场的粒子，恰能平行于电场方向进 入区域n并垂直打在荧光屏上(不计粒子重力及其相互