(必考题)初中高中物理选修二《安培力与洛伦兹力》经典题(提高培优)

一、选择题如下图，两平行金属导轨间的距离L=0.20m，θ=37，磁感应强度B=1T、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=4V、内阻r=1Ω的直流电源。现把一个质量m=0.08kg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R=1Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。sin37=0.6，cos37=0.8，则以下说法中正确的选项是〔 〕导体棒上的电流大小为1AB．导体棒受到的安培力大小为0.40NC．导体棒受到的摩擦力方向为沿导轨平面对下D．导体棒受到的摩擦力大小为0.06N一硬质金属圆环固定在纸面内，圆心O在有界匀强磁场的边界MN上，磁场与纸面垂直t0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选项是〔 〕A． B．C． D．如下图，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面对里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以一样速率v从P点射入磁场。这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上，PQ圆弧对应的圆心角恰好为106°。〔sin53°=0.8，cos53°=0.6〕不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为〔 〕mv 5mv

5mv

3mvA．qR 如下图，圆形区域圆心为O，区域内有垂直于纸面对外的匀强磁场，MN 为圆的直径。从圆上的A点沿AO方向，以一样的速度先后射入甲乙两个粒子，甲粒子从M点离开磁场，乙粒子从N离开磁场，AON60，粒子重力不计，以下说法正确的选项是〔 〕甲粒子带负电荷B．甲粒子在磁场中做圆周运动半径比乙小C．乙粒子的比荷比甲大D．乙粒子在磁场中运动时间比甲长如以下图所示，导电物质为电子〔电量为e〕的霍尔元件长方体样品于磁场中，其上下外表1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。1、3间距为a，2、4bc，假设开关S1处于断开状态、开关S2处于闭合状态，电压表示数为1 0；当开关S、S1 1 n，霍尔元件所在空间磁场可看成匀强磁场，磁感应强度为B，由于温度非均匀性等因素引起的其它效应可无视，当开关S、S闭合且电路稳定后，右边电流表示数为I，以下结论正确的选项是〔1 24的电势高1R，电压表示数将变大1霍尔元件中电子的定向移动速率为vBInec

IneacCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图a是某种CT机主要局部的剖面图，其中X射线产生局部的示意图如图b所示。图b中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调整后电子束从静止开头沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线〔如图中带箭头的虚线所示〕；将电子束打到靶上的点记为P点。则〔 〕NM处大M、N之间的加速电压，电子在偏转磁场中的运动时间变短C．偏转磁场的方向垂直于纸面对外D．仅增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点右移m、电荷量的﹣qθ角的足够长的粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环一沿杆左上方方向v0，〔v0正方向〕以后的运动过程中圆环运动的速度图像可能是〔 〕A．B．C．D．如下图，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面对外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，假设使匀强磁场发生变化〔不考虑磁场变化引起的电场〕，则以下推断中错误的选项是〔〕B减小，油滴动能增加B增大，油滴机械能不变使磁场方向反向，油滴动能减小D．使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小四川省稻城县海子山的“高海拔宇宙线观测站”LHAASO ，是世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙射线探测装置。假设来自宇宙的质子流沿着与地球外表垂直的方向射向这个观测站，由于地磁场的作用(无视其他阻力的影响)，粒子到达该观测站时将〔 〕A．竖直向下沿直线射向观测站 B．与竖直方向稍偏东一些射向观测站C．与竖直方向稍偏南一些射向观测站D．与竖直方向稍偏西一些射向观测站质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。如下图为质谱仪的原理示意图.现利用这种质谱议对氢元素进展测量。氢元素的各种同位素沉着器A下方的小孔S，无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素最终打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。关于三种同位素进入磁场时速度的排列挨次，和a、b、c三条“质谱线”的排列挨次，以下推断正确的选项是〔〕A．进入磁场时速度从大到小排列的挨次是氚、氘、氕B．进入磁场时速度从大到小排列的挨次是氘、氚、氕Ca、b、c三条质谱线依次排列的挨次是氘、氚、氕Da、b、c三条质谱线依次排列的挨次是氚、氘、氕如下图，水平放置的平行金属板与电源相连，间距为d，两金属板间有垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆心为O，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面对里的匀强磁场。一束带电粒子沿两金属板中轴线以速度v射入金属板间，然后沿直线运动，从a点射入圆形磁场，在磁场中粒子从e点射出磁场。ab为圆形区域的水平直径，∠aOe=120。不计粒子重力。以下说法正确的选项是〔 〕两金属板间匀强电场的电场强度大小为vB，方向竖直向上123v粒子的比荷为3BR

Bdv

2R粒子在圆形磁场中运动的时间为3vR、2RO，大圆和小圆之间区域有垂直于纸面对外的匀强磁场，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POv1射入磁场，其运动轨迹所对的圆心角为120°P点射入的速度大小变为v2，不管其入射方向如何，都不行能射入小圆内部区域，则〔 〕

vv2最大为v1A．3 B．

34 C．

3 332 D．4如下图金属棒MN，金属棒中的自由电荷为电子。电子随着导体棒以速度v向右匀速运动，同时沿着导体棒以速度u匀速运动。以下说法正确的选项是〔 〕A．电子受到的总洛伦兹力为evBB．电子受到的总洛伦兹力为euBC．非静电力是电子受到的沿棒方向的洛伦兹力，大小为evBD．非静电力是电子受到的沿棒方向的洛伦兹力，大小为euB在图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的状况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。以下说法正确的选项是〔 〕A．带正电的粒子在板间所受电场力方向与电场强度方向相反B．带负电的粒子在板间所受洛伦兹力方向与磁场方向相反C．只能将带正电的粒子选择出来v ED．带电粒子的速度 B时才能沿虚线射出争论所是我国防护等级最高的P4试验室，在该试验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如以下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积.空间有垂直纸面对里的磁感应强度为B的匀强磁场，以下说法正确的选项是〔 〕A．带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左B．正、负粒子所受洛伦兹力方向是一样的C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速DMN两点电压就能够推算废液的流量二、填空题如图，两平行放置的长直导线a和b中载有电流强度相等、方向相反的电流。则b右侧O点处的磁感应强度方向为 ；在O点右侧再放置一根与a、b平行共面且通有与导线a同向电流的直导线c后，导线a受到的磁场力大小将 〔选填“变大”、“变小”或“无法确定”〕。如下图，在竖直向下磁感应强度为BL竖直放置的平CD、EFmMN与导轨始终垂直且接触良好，它们之间的动μt=0时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比，I=kt，〔k为常量〕，则金属棒由静止下滑过程中加速度和速度的变化状况是 金属棒下落过程中动能最大的时刻t= 。以下图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器最终S板上。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为BE。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2SB0的匀强磁场。则此粒子带 电荷且经过速度选择器时的速度大小为 ，选择器内磁场方向为垂直纸面 (填向外或向内)。如下图，真空中有甲、乙、丙三个完全一样的单摆，摆球都带正电，电量一样，摆线绝缘。现知，在乙的摆线顶端放一带正电的小球Q，在丙所在空间加一竖直向下的匀强电场E，则甲、乙、丙三个单摆做简谐振动时的周期了T、T、T的大小关系为 。1 2 3〔用“=”、“<”、“>”等关系表示〕如下图，将截面为正方形的真空腔abcd放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面对里．假设有一束具有不同速率的电子由小孔a沿ab方向射入磁场，打在腔壁上被吸取，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 ．如下图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，b受到的磁场力恰好平衡，则直导线c中电流流向为 (选填“向上”或“向下”)，此时a受到的磁场力大小为 ．如下图，放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m，长为l，导体所在平行面与水平面成30°角，导体棒与导轨垂直，空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，假设在导体中通以由端至端的电流，且电流为 时，导体棒可维持静止状态．如下图，质量为m，电量为q的小球以某一速度与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场，假设微粒在复合场中做直线运动，则粒子带 电，电场强度E ．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“左手定则”或“右手定则”〕来推断．盘旋是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心局部是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频沟通电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电D形盒中的运动周期一样，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形盒的中心四周qmR，其运动轨道如图所示，则：两盒所加沟通电的频率为 。粒子离开盘旋时的动能为 。DUd，其电场均匀，粒子在电场中加速所用的时间t电

为 ，粒子在整个盘旋中加速所用的时间t总

为 。如下图，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F1，假设将棒中电流反向但不转变电流大小，当棒静止时，每个弹簧的拉力大小均为F2,F2>F1，则磁场的方向为 ，安培力的大小为 。三、解答题xy轴负方向的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面对Lm、电荷量为＋qy=2av0x轴正方向射x=Lbyc点，ocL。不计粒子重力，求：E的大小；B的大小；ac点所用时间。如下图，在第I象限内有垂直于纸面对里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量均m、带电量分别为q和qvOvx30°，不计粒子的重力，求：正负粒子在磁场中运动的时间之比；正负粒子离开磁场时的位置之间的距离。OR的圆形区域内有磁感应强度大小为B1=B方向垂直纸面对外的匀强磁场，磁场区域右侧有一宽度也为R的足够长区域Ⅱ，区域Ⅱ内有方向向左的匀强电场，区域ⅡCD、FG与电场垂直，区域ⅠA点的切线与电场线平1FGG点，FGB2=4B的匀强磁场区域ⅢFGGRMMNFGθ＝45°角，在A点处有一个粒子源，能沿纸面对区域内各个方向均匀地放射大量