(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)

一、选择题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mqvOy轴夹角为30的方向进入磁场，运Ax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〔〕该粒子带负电

tm

mvB．Ax2qBCOA经受时间

3qB D．运动过程中粒子的速度不变以下关于磁场的应用，正确的选项是〔 〕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U图乙是磁流体发电机示意图，由此可推断AB极板是发电机的负极C．图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vEBD．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

3mvqR 如下图，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Paθ=30°vtb点射出磁场。不计粒子重力，以下说法正确的选项是〔〕ab之间的距离为粒子做圆周运动的半径的2倍2v60°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B2l的直导线折成边长相60°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，V形通电导线受到的安培力为〔〕方向向下CBIL

方向向右D．大小为3BILP、QI，同时外加方向垂直于薄片向上H 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 H 满足：UH

IBKd

k为霍尔系数，d为薄片的厚度，该半导体材料的导电物质M 为自由电子，薄片的长、宽分别为a、b，关于M、N两点电势 、 和薄片中电子的定向移动速率v，以下选项正确的选项是〔〕M >A． ，vkI>AM N bd vkIM> N， ad<C． ，vkI<CM N bd<D． ，vkI<DM N ad盘旋由两个铜质D形盒构成，其间留有空隙，原理如下图．以下说法正确的选项是〔〕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1La通如下图电流，与传感器相连悬挂在天花板上，长直导体棒b固定aabFb通电时，传感器1F显示拉力为，则以下说法正确的选项是〔 〕F2

F、I的方向一样，b在a处的磁感应强度B 21 2 a b

ILbILFILF1

FI2

、I的方向一样，b在a处的磁感应强度B 2 1bbba 假设I I，则b受到a的安培力小于Fa DIDa

I的大小、方向关系未知，baFF1b2磁流体发电机原理如下图，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〔 〕1b2A．仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大B．仅增加磁场磁感应强度，发电机的电动势将增大C．仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将增大D．仅增大磁流体的喷射速度，发电机的总功率将减小如下图金属棒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euBAB中间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场。A板带正电荷，BE：磁场方向垂直纸面对里，磁感应强度为B1。平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔OOO是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面对外的匀强磁场，磁场应强度为B2

。CDB

M板的夹2角45OCam，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2动，并进入匀强磁场B2

中，则能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值为〔 〕

21mE

21mEBBa BBa12 12 BBa BBaq

2112

q

2112mE mE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抱负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疆中磁感应强度的大小，利用图中一块长为a、H宽为b、厚为c，单位体积内自由电子数为n的金属霍尔元件，放在海底磁场中，当有如下图的恒定电流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U，通过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，可以无视〕。以下说法正确的选项是〔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〕〔 〕HA．元件上外表的电势高于下外表的电势B．元件在单位体积内参与导电的电子数目为n

IBceUHC．仅增大电流I时，上、下外表的电势差减小D．其他条件肯定时，霍尔电压越小，该处的磁感应强度越大0U1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U U 2 1AU2加倍CU2及板间距离同时加倍

B．将板间距离加倍DU2变为原来的一半MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面对外运动，可以〔 〕以下做法都不行b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极二、填空题hd的半导体材料放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流通过导体时，在导体的上侧面A和下侧面A”之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。试验说明，当磁场不太强时电势差UI和B的关系为

IBUR ，HdRH称为霍尔系数。〔I是由电子定向流淌形成的，电子的平均定ven〕。到达稳定状态时，导体板上侧面A的电势 〔填“高于”、“低于”或“等于”〕下侧面A”的电势；电子所受的洛伦兹力的大小为 ；当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为 ；由静电力和洛伦兹力平衡的条件，推导可知霍尔系数RH= 〔用微观量表示〕。如下图，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近的a、b两点，匀强磁场的方向竖直向下，磁感应强度B2T，当导线中通以图示方向的电流I5A时，穿过回路的磁通量为 Wb，导线中的张力为 N。如下图，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l，宽度bc为s，导线框置于竖直向上的匀强磁场中，可绕水平轴MN转动，现给导线框通以MabcdN方向、电流强度为I的恒定电流，导线框由静止开头从竖直平面对纸外偏转，在到达最大角度为的过程中，安培力对导线框做的功为 ；导线框最终静止时与竖直平面夹角为，则匀强磁场的磁感强度B为 。CDFE是两根长为40cm、质量分别为60g20g的金属棒，用两根等长的细金属杆〔重力不计〕连接CD和FE，形成闭合回路CDFE.用两根绝缘细线将整个回路悬于天花板上，使两棒保持水平并处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B1T。在回路中通以如下图方向的电流，电流I0.5A，待稳定后，金属杆CE与竖直方向的夹角为 °，每根绝缘细线上的张力为 N。〔重力加速度g取10m/s2〕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〔MNU〕，从NC飞出电场，垂直进入以NB的匀强磁场中，半D处进入如下图的电场，PQE，PQd。则该电荷电性为〔正电、负电、无法确定〕，C的速度为〔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〕4qU2qE2d2A．2mU

4qUqEdB． 2mU

4qU2qE2d2C．mU

4qUqEdD．mU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I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 〔填“正”或“负”〕电荷，单位体积内自由运动电荷数等于 。一块横截面为矩形的金属导体的宽度为b，厚度为d，将导体置于一磁感应强度为B的匀强磁场中，磁感应强度的方向垂直于侧面，如下图．当在导体中通以图示方向的电I时，在导体的上下外表间用电压表测得的电压为UHe，电压表的“＋”接线柱接 (上、下〕外表，该导体单位体积内的自由电子数为 ．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T1∶T2＝ ．如下图，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 ，相应的磁感应强度大小为 T．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 ．如下图，平行于纸面对右的匀强磁场的磁感应强度B1T，长l1m的直导线中通有I1A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 ．三、解答题如下图，等腰直角三角形abcab2l，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O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q，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。求：这些粒子在磁场中运动的最长时间；从ab边离开磁场abc区域的粒子速度的最大值。Lm的直导体I。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？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？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？0xOy的第四象限有垂直纸面对里的匀强磁场，一质量