单元素养评价(十一)

单元素养评价(十一)磁场安培力与洛伦兹力一、单项选择题(本题共5小题．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．[2024·广州二模拟]如图是安培研究通电导体间相互作用的简化示意图．甲、乙、丙三个圆形线圈的圆心在同一水平轴线上，轴线垂直线圈平面．甲和丙固定且用导线串联，并通以电流I1、I3，乙通入电流I2，电流方向在图中标出，则乙线圈()A．圆心处的磁场方向水平向左B．圆心处的磁场方向水平向右C．受到甲对它的排斥力D．受到丙对它的排斥力2．[2024·广东模拟预测]如图所示，正方体放在水平地面上，空间有磁感应强度为B0、方向与水平面成45°角斜向上的匀强磁场．一根通电长直导线穿过正方体前后面的中心，电流的方向垂直于纸面向里．a，b，c，d分别是正方体所在边的中点．在这四点中()A．c，d两点的磁感应强度大小相等B．a，b两点的磁感应强度大小相等C．b点磁感应强度的值最大D．c点磁感应强度的值最小3．某兴趣小组制作了一个可以测量电流的仪器，其主要原理如图所示．有一金属棒PQ放在两金属导轨上，导轨间距L＝0.5m，处在同一水平面上，轨道置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝2T．棒中点两侧分别固定有劲度系数k＝100N/m的相同弹簧．闭合开关S前，两弹簧为原长，P端的指针对准刻度尺的“0”处；闭合开关S后，金属棒PQ向右移动，静止时指针对准刻度尺1.5cm处．下列判断正确的是()A．电源N端为正极B．闭合开关S后，电路中电流为1.5AC．闭合开关S后，电路中电流为3AD．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片向右移动，金属棒PQ将继续向右移动4．如图所示，在直角坐标系Ⅰ象限内(包含x、y坐标轴)有方向垂直xOy平面向外、大小为B的匀强磁场．点P(2a，a)处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度方向均在xOy平面内，速度大小均为eq\f(qBa,m)，不计粒子间的相互作用．下列关于粒子在坐标轴上射出的范围，判断正确的是()A．x轴上[0,4a]范围有粒子射出B．x轴上[a，(2＋eq\r(3))a]范围有粒子射出C．y轴上[0，a]范围有粒子射出D．y轴上[a,2a]范围有粒子射出5．速度选择器如图(a)所示，载流子为电子的霍尔元件如图(b)所示．下列说法正确的是()A．图(a)中，电子以速度大小v＝eq\f(E,B)从Q端射入，可沿直线运动从P点射出B．图(a)中，电子以速度大小v>eq\f(E,B)从P端射入，电子向下偏转，轨迹为抛物线C．图(b)中，仅增大电流I，其他条件不变，UH将增大D．图(b)中，稳定时元件左侧的电势高于右侧的电势二、多项选择题(本题共3小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求)6.[2024·四川成都二诊]四根在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一个“井”字形，导线中通过的电流大小均为I，方向如图所示．a、b和c三点位于“井”字形对角线上，其中b点在“井”字形中心，且ab＝bc.下列说法正确的是()A．b点的磁感应强度为零B．a、c两点的磁感应强度相同C．a点磁感应强度方向垂直纸面向外D．减小导线1的电流，b点的磁感应强度也减小7．[2024·石家庄三模]如图甲所示为我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示：其核心部分是两个D形盒，粒子源O置于D形盒的圆心附近，能不断释放出带电粒子，忽略粒子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中引起的粒子质量变化．现用该回旋加速器对eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(4,2)He粒子分别进行加速，下列说法正确的是()A．两种粒子在回旋加速器中运动的时间相等B．两种粒子在回旋加速器中运动的时间不相等C．两种粒子离开出口处的动能相等D．两种粒子离开出口处的动能不相等8.如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R.一束质量为m、电荷量为q的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力．则下列分析中正确的是()A．粒子带正电B．从M点射出粒子的速率一定大于从N点射出粒子的速率C．从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从N点射出粒子所用时间D．所有粒子所用最短时间为eq\f(2πm,3qB)三、非选择题(本题共4小题，按要求答题)9．某研究性学习小组的同学，为检测某工厂排放污水的情况，制作了一个简易的电磁流量计，如图甲所示．该装置为中空的长方形管道，长、宽、高分别为a＝20cm，b＝c＝10cm，左右两端开口，与排污管道联通．流量计的上下底面为绝缘体，前后两个侧面为导体，并分别固定两个电极M、N.在垂直于底面的方向加一竖直向下的匀强磁场，已知磁感应强度为B＝0.8T．当含有正负离子的污水从左向右流经该装置时，M、N两电极间将产生电势差U.(1)若使用多用电表的电压挡测量M、N电极间的电势差，则与图甲中M相连的应是多用电表的____________色表笔(选填“红”或“黑”).(2)某次测量时，使用了多用电表250mV量程的直流电压挡，表盘示数如图乙所示，则M、N电极间的电势差U＝____________mV.(3)若多用电表使用直流电压挡时，可近似视为理想电压表，则根据(2)中测得的电压值，可估算出污水的速度为____________m/s(结果保留2位有效数字).(4)现把多用电表的换挡开关旋至量程适当的直流电流挡，把红、黑表笔正确接至M、N两个电极，测得电流值为I＝50μA，并已知此时多用电表的内阻为r＝200Ω.假定污水的流速恒定并且充满流量计的长方形管道，由此可估算出污水的电阻率ρ＝____________Ω·m.10.[2024·北京丰台统考二模]如图所示，两根间距为l的平行金属导轨在同一水平面内，质量为m的金属杆b垂直放在导轨上．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与金属杆垂直且与导轨平面成θ角斜向上．闭合开关S，当电路电流为I时，金属杆ab处于静止状态，重力加速度为g.求：(1)金属杆ab受到的安培力大小F；(2)导轨对金属杆ab的支持力大小N；(3)滑动变阻器的滑片P向右移动，金属杆ab受到的支持力减小，金属杆ab仍保持静止．某同学认为：由于金属杆ab受到的支持力减小，所以它受到的摩擦力减小．你是否同意该同学的说法，请分析说明．11．[2024·滨州模拟]如图所示，太极图由“阴鱼”和“阳鱼”构成，其边界是以O点为圆心、R为半径的圆，内部由以O1点和O2点为圆心、等半径的两个半圆分割成上下两部分，其中上部分为“阳鱼”，下部分为“阴鱼”．O1、O2、O三点共线，A、C两点分别在半圆O1与O2的圆周上且θ＝60°，CO2⊥O1O2.“阳鱼”内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，“阳鱼”与“阴鱼”的边界上无磁场．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子P(不计粒子所受重力)从O点以大小为v0的速度沿OO2方向射入“阳鱼”，并从A点沿AO1方向进入“阴鱼”．(1)求“阳鱼”内磁场的磁感应强度大小B；(2)若同种粒子Q从C点沿CO2方向射入“阳鱼”，要使粒子Q不会进入“阴鱼”，求粒子Q从C点射入“阳鱼”时的速度v大小应满足的条件．12．如图所示，在x轴和y轴构成的平面内，有两条平行于y轴且与y轴的距离均为d＝1.2m的直线MN和PQ，直线MN与y轴之间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，直线PQ与y轴之间存在沿y轴负方向的有界匀强电场，有一个质量m＝3.0×10－22kg、电荷量q＝4.8×10－11C的带正电的粒子，从坐标原