2025高中物理《课时作业》人教版选择性必修第2册单元素养评价(一)　安培力与洛伦兹力

2025高中物理《课时作业》人教版选择性必修第2册单元素养评价(一)安培力与洛伦兹力单元素养评价(一)安培力与洛伦兹力(时间：75分钟满分：100分)一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．关于电荷所受电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是()A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用B．电荷在电场中一定受电场力的作用C．电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致D．电荷所受的电场力和洛伦兹力可能都对电荷做负功2．带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是()A.油滴必带正电荷，电荷量为eq\f(mg,v0B)B．油滴必带负电荷，比荷eq\f(q,m)＝eq\f(g,v0B)C．油滴必带负电荷，电荷量为eq\f(mg,v0B)D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝eq\f(mg,v0B)3.[2022·石家庄高二检测]如图所示，用细绳悬挂一矩形导线框且导线框底边水平，导线框通有逆时针方向的电流(从右侧观察).在导线框的正下方、垂直于导线框平面有一直导线PQ.原PQ中无电流，现通以水平向左的电流，在短时间内()A．从上往下观察导线框向右平移B．从上往下观察导线框顺时针转动C．细绳受力会变得比导线框重力大D．导线框中心的磁感应强度变小4.正三角形ABC的三个顶点处分别有垂直于三角形平面的无限长直导线，导线中通有恒定电流，方向如图所示，a、b、c三点分别是正三角形三边的中点，若A、B、C三处导线中的电流均为I，则a、b、c三点的磁感应强度大小关系为()A．a点最大B．b点最小C．c点最小D．b、c点一样大5.将一段通电直导线abc从中点b折成120°，分别放在如图所示的匀强磁场中，图甲中导线所在平面与磁场的磁感线平行，图乙中导线所在平面与磁场的磁感线垂直，若两图中两导线所受的安培力大小相等，则甲、乙两图中磁场的磁感应强度大小之比eq\f(B1,B2)为()A．eq\f(\r(3),3)B．eq\f(2\r(3),3)C．eq\f(\r(3),6)D．eq\f(3\r(3),2)6.用如图所示的回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪种方法()A．将其磁感应强度增大为原来的2倍B．将其磁感应强度增大为原来的4倍C．将D形金属盒的半径增大为原来的4倍D．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍7．[2022·全国甲卷，18]空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里，电场的方向沿y轴正方向．一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动．下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是()二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．8．下列图中关于磁场中的四种仪器的说法正确的是()A．甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径无关B．乙图中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同C．丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时N侧带负电荷D．丁图长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、b无关9.如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的()A．速度B．质量C．电荷量D．比荷10.如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形AOC分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿∠OAC的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计)，所有质子均能通过C点，质子比荷eq\f(q,m)＝k，则质子的速度可能为()A．BkLB．eq\f(BkL,2)C．eq\f(2BkL,3)D．eq\f(BkL,8)三、非选择题：本题共5个小题，共54分．11．(8分)按照如图所示进行实验．(1)分别接通“1、4”和“2、3”，导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与____________________有关．(2)上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________(选填“改变”或“不改变”).(3)改变导线中电流的方向，导线受力的方向________(选填“改变”或“不改变”).(4)通过实验说明：安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足____________．12.(8分)如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡．(1)用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式为________．(2)当n＝5，L＝10cm，I＝0.1A，m＝10g时，磁感应强度的大小为B＝________T．(重力加速度g取10m/s2)13.(10分)[2022·湖北石首一中高二检测]如图所示，虚线圆所围区域有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝1T．一束带电粒子沿圆形区域的直径方向以速度v＝1.6×106m/s射入磁场，电子束经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成θ＝60°角．设电子质量m＝8×10－30kg，电荷量q＝1.6×10－19C，不计粒子之间的相互作用力及所受的重力，求：(结果保留2位有效数字)(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R；(2)电子在磁场中运动的时间t.14.(12分)[2022·江西赣州高二检测]如图所示，平行金属导轨与水平面成37°角，导轨上端连接一直流电源，电源的电动势E＝6V、内阻r＝1Ω；金属杆ab垂直放在导轨上，其有效长度L＝1m，质量m＝0.2kg，与导轨间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．空间存在竖直向上、磁感应强度大小B＝2T的匀强磁场．要使ab杆在导轨上保持静止．求：滑动变阻器R接入电路的阻值范围．(其他电阻均不计，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)15．(16分)如图所示，在xOy平面坐标系的第三、四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，第一象限中的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场．一个带正电的粒子以速度v0＝2×107m/s从Q点沿x轴正方向发射，并从O点射出，进入磁场后以垂直于PM的方向从PM边射出磁场．已知Q点的横坐标为－0.4m，该粒子的比荷eq\f(q,m)＝2.5×109C/kg，MN平行于x轴，N点的坐标为(0.4m，0.4m).不计粒子重力，求：(1)Q点的纵坐标；(2)磁场区域的磁感应强度大小B的取值范围．分层作业(八)法拉第电磁感应定律A级必备知识基础练扔1.如图所示，闭合开关K，将条形磁铁匀速插入闭合线圈，第一次用时0.2s，第二次用时0.4s，并且两次的起始和终止位置相同，则()A．第一次磁通量变化量较大B．第一次G的最大偏转角较大C．第一次经过G的总电荷量较多D．若断开K，G均不偏转，则均无感应电动势2.如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀增大到2B，在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A．eq\f(na2B,2Δt)B．eq\f(a2B,2Δt)C．eq\f(na2B,Δt)D．eq\f(2na2B,Δt)3．如图所示，金属圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与零刻度在中央的电流表连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘逆时针(俯视)匀速转动．下列说法正确的是()A．圆盘的磁通量不变，电流表指针指向零刻度B．若圆盘转动的角速度增大，产生的感应电流减小C．若磁场的磁感应强度增大，产生的感应电流增大D．若圆盘顺时针(俯视)匀速转动，电流从导线b流入电流表4．[2022·四川德阳期中]一闭合圆形线圈，放在随时间均匀变化的磁场中，线圈平面和磁场方向垂直，若要使线圈中的感应电流增强一倍，下述方法可行的是()A．使磁感应强度的变化率增大一倍B．使线圈匝数增加一倍C．使线圈面积增加一倍D．使线圈匝数减少一半5．某实验小组在一次研究电磁感应的实验中，先后以速度v和3v匀速把一单匝正方形线圈拉出如图所示的有界匀强磁场区域，在先后拉出磁场的过程中()A．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝1∶2B．线圈中的感应电流之比I1∶I2＝1∶3C．通过线圈某横截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶2D通过线圈某横截面的电荷量之比q1∶q2＝1∶36．[2022·湖北荆州期中](多选)如图所示，半径为r、匝数为n、总电阻为R的金属线圈下半部分置于匀强磁场中，线圈固定不动，磁场以圆的直径AC为界．t＝0时匀强磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化的关系图像如图乙所示，则()A．线圈中的感应电流始终沿顺时针方向B．t＝0时刻，线圈受到的安培力大小为eq\f(πn2Beq\o\al(2,0)r3,t0R)C．0～2t0通过线圈某横截面的电荷量为eq\f(πB0r2,R)D．回路中产生的感应电动势恒为eq\f(πnB0r2,2t0)7．(多选)如图所示，一个闭合回路由两部分组成．右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中；左侧是光滑的、倾角为θ的平行导轨，宽度为d，其电阻不计．磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面向上，且只分布在左侧，一个质量为m、连入电路中电阻为R的导体棒ab此时恰好能静止在导轨上，下列判断正确的是()A．圆形导线中的磁场，可以方向向上均匀增强，也可以方向向下均匀减弱B．导体棒ab受到的安培力大小为mgsinθC．回路中的感应电流为eq\f(mgsinθ,B2d)D．圆形导线中的电热功率为eq\f(m2g2sin2θ,Beq\o\al(2,2)d2)(r＋R)B级关键能力提升练8.如图所示，将一根总电阻为R的直导线弯成一半径为a的金属环，放在竖直平面内，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为eq\f(R,2)的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为()A．eq\