(必考题)初中高中物理选修二《安培力与洛伦兹力》测试题(答案解析)

1.如图平面直角坐标系的第I象限内有一匀强磁场垂直于纸面对里，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从0点沿着与y轴夹角为38的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向一样，不计粒子的重力，则以下推断错误的选项是A.该粒子带负电B.A点与x轴的距离为D.运动过程中粒子的速度不变2.以下关于磁场的应用，正确的选项是〔〕BB乙乙8TA.图甲是用来加速带电粒子的盘旋示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压UB.图乙是磁流体发电机示意图，由此可推断A极板是发电机的正极，B极板是发电机的负丙是速度选择器示意图，不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是D.图丁是磁电式电流表内部构造示意图，当有电流流过时，线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转3.如以下图，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〔〕4.如以下图，水平线上方有方向垂直纸面对里、范围足够大的匀强磁场区域。一带负电粒不计粒子重力，以下说法正确的选项是()A.ab之间的距离为粒子做圆周运动的半径的2倍B.假设粒子初速度为2v,射出磁场时与水平线夹角为60°C.假设粒子初速度为3v,粒子经时间3t射出磁场D.假设磁场方向垂直纸面对外，粒子经时间5t射出磁场5.CT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褊转线电子束打到靶上的点褊转线则〔探测器床P靶A.电子在N处的电势能比M处大B.仅增大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6.如以下图，匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直纸向里，一长为21的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，垂直置于匀强磁场中。当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力为()A.方向向下B.方向向右C.大小为BILD.大小为BBIL7.如以下图，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加方向垂直于薄片向上的匀强磁场B,在M、N间消灭电压U。,这个现象称为霍尔效应，U称为霍尔电压，且满足：式中k为霍尔系数，d为薄片的厚度，该半导体材料的导电物质为自由电子，薄片的长、宽分别为a、b,关于M、N两点电势中、中、和薄片中电子的定向移动速率v,以下选项正确的选项是〔〕ad8.盘旋由两个铜质D形盒构成，其间留有空隙，原理如以下图.以下说法正确的选项是A.带电粒子在D形盒内时，被磁场不断地加速B.交变电场的周期等于带电粒子做圆周运动的周期C.加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大D.可以对带电粒子进展无限加速9.长为L的导体棒a通如以下图电流，与传感器相连悬挂在天花板上，长直导体棒b固定在a的正下方，且与a平行，当b不通电时，传感器显示拉力为F₁,当b通电时，传感器显示拉力为F2,则以下说法正确的选项是〔〕传感器IaabIA.假设>F,则1I、I的方向一样，b在a处的磁感应强度B.假设<F,则I、I的方向一样，b在a处的磁感应强度FC.假设>1,则b受到a的安培力小于F₂D.虽然I、I的大小、方向关系未知，b受到a的安培力的大小确定等于10.磁流体发电机原理如以下图，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下分别向A、B两金属板偏转，形成直流电源对外供电.则〔〕角θ=45°,O'C=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0点沿00'方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线00'方向运动，并进入匀强磁中，则能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的DDB00A.D确的选项是〔提示：电流1与自由电子定向移动速率v之间关系为l=nevbc,其中e为单个下表面C.仅增大电流I时，上、下外表的电势差减小14.初速为0的电子经电压U₁加速后垂直电场方向进入平行板间电场，平行板间的电压为二、填空题象dAIA′17.如以下图，松软的导线长0.628m,弯曲地放在光滑水平面上，两端点固定在相距很X18.如以下图，质量为m的U型导线框abcd,其质量均匀分布，ab与cd长度均为1,MabcdN方向、电流强度为1的恒定电流，导线框由静止开头从竖直平面对纸外偏转，在到达最大角度为θ的过程中，安培力对导线框做的功为;导线框最终静止时与19.如以下图，CD和FE是两根长为40cm、质量分别为60g和20g的金属棒，用两根竖直方向的夹角为°,每根绝缘细线上的张力为._N。〔重力加速度g取20.M板四周的带电粒子由静止释放后从M板加速运动到N板〔MN板间电压为U〕,从N板上的小孔C飞出电场，垂直进入以N板为左边界的磁感应强度为B的匀强磁场中，半个圆周后从D处进入如以下图的电场，PQ两板间匀强电场的电场强度为E,PQ板长为d。则该电荷电性为_(正电、负电、无法确定),到C的速度为_(用m,q,U表示),最终从匀强电场E中飞出的速度大小为〔带电粒子电荷量为q,质量为m,不记重力，各有界场之间互不影响)A.21.如图是霍尔元件工作原理示意图，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b,其中自由运动电荷的带电量大小为q。导电材料置于方向垂直于其前外表对里的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流1时，测得导电材料上、下外表之间的电压为U,且上外表的电势比下外表的低。由此可得该导电材料的自由运动电荷为22.一块横截面为矩形的金属导体的宽度为b,厚度为d,B的匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于侧面，如以下图.当在导体中通以图示方向的电流1时，在导体的上下外表间用电压表测得的电压为UH,自由电子的电量为e,电压23.质子和α粒子从静止开头经一样的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场作圆周运动，则这两粒子的动能之比Ek1:Ek2=._,轨道半径之比r1:r2=,周期之比24.如以下图，MN、PQ为水平放置的平行导轨，通电导体棒ab垂直放置在导轨上.导体棒质量为1kg,长为2m,通过的电流恒定为5A,方向如以下图，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.75,重力加速度为10m/s2.假设使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒ab垂直的匀强磁场最小，则磁场的方向与轨道平面的夹角是_,相应的25.放射源中有三种不同的粒子，其中一种不带电，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26.如以下图，平行于纸面对右的匀强磁场的磁感应强度B=1T,长l=1m的直导线中通有I=1A的恒定电流，导线平行于纸面与B成60°夹角时，觉察其受到的安培力为零；而将导线垂直于纸面放置时，可测得其受到的安培力大小为2N,则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B′可能等于.或.27.如以下图，等腰直角三角形abc,ab=21,在等腰直角三角形区域内(包含边界)有垂直纸面对外的匀强磁场，磁感应强度大小为B,在bc的中点0处有一粒子源，可沿与ba平行的方向放射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m,电荷量为9,不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。求：(1)这些粒子在磁场中运动的最长时间；(2)从ab边离开磁场abc区域的粒子速度的最大值。28.如以下图，在倾角为的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，通有垂直纸面对里的电流1。(1)假设匀强磁场水平向左，导体棒恰好静止在斜面上，磁感应强度B的大小为多少?(2)假设匀强磁场垂直于斜面对下，导体棒恰好静止在斜面上，磁感应强度B的大小为多少?(3)假设匀强磁场竖直向下，导体棒恰好静止在斜面上，磁感应强度B的大小为多少?29.如以下图，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面对里的匀强磁场，一质量为m=5.0×10-8kg、电量为q=1.0×10-6C的带电粒子，从静止开头经U₀=10V的电压加速后，(2)假设磁感应强度B=2.0T,粒子从x轴上的Q点离开磁场，