第一章磁场对电流的作用训练 2021-2022 学年高二下学期物理教科版 （2019）选择性必修第二册 一、单选题 1．一根放在磁场里的通电直导线如图所示，则通电直导线所受安培力的方向为（　　） A．向左 B．向下 C．向右 D．向上 2．匀强磁场垂直纸面向内，纸面内有一通电导体棒，电流方向如图所示．保持电流大小不变，以导体棒的中点为 转轴，在纸面内逆时针转过 180�的过程中，导体棒所受的安培力大小（　　） A．不变 B．一直变大 C．先变大后变小 D．先变小后变大 3．如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导 线 M 和 N 的电流大小分别为 I1 和 I2，已知 I1>I2，方向均向上。若用 F1 和 F2 分别表示导线 M 与 N 受到的磁场力的大 小，则下列说法中正确的是（　　） A．F1=F2，两根导线相互排斥 B．F1=F2，两根导线相互吸引 C．F1>F2，两根导线相互排斥 D．F1>F2，两根导线相互吸引 E 4．如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足 v0＝ B 时，粒子沿图中虚线水平射出；若某一粒子以速度 v 射入该 速度选择器后，运动轨迹为图中实线，则关于该粒子的说法正确的是（　　） E A．粒子射入的速度一定是 v> B E B．粒子射入的速度可能是 v< B C．粒子射出时的速度一定大于射入速度 D．粒子射出时的速度一定小于射入速度 5．如图所示，光滑斜面上放置一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场，导体 棒处于静止状态，则关于导体棒电流方向及所受安培力方向，下列说法正确的是（　　） A．所受安培力方向竖直向上 B．所受安培力方向水平向左 C．电流方向垂直于纸面向外 D．电流方向垂直于纸面向里 6．如图所示，三根平行长直导线 A、B、C 水平放置，其截面在等边三角形的三个顶点上。长直导线产生的磁场 的磁感应强度大小 B  k I ，其中 k 为常量，I 为通过导线的电流，r 为某点到导线的距离。一段电流元 P 放置在三 r 角形的中心，且与长直导线平行。当只有 A 中通入大小为 I、方向垂直纸面向里的电流时，电流元 P 受到的安培力 的大小为 F，方向由 A 指向 P；若再在 B 中通入大小为 I、方向垂直纸面向里的电流，C 中通入大小为 I、方向垂直 纸面向外的电流时，关于电流元 P 的说法正确的是（　　） A．电流元 P 的电流方向垂直纸面向里，所受安培力的合力大小为 2F B．电流元 P 的电流方向垂直纸面向外，所受安培力的合力大小为 2F C．电流元 P 的电流方向垂直纸面向里，所受安培力的合力大小为 3F D．电流元 P 的电流方向垂直纸面向外，所受安培力的合力大小为 F 7．如图所示是一个水平放置的圆环形玻璃小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同．现将一直径略小于槽宽的带 正电小球放在槽中，让它受绝缘棒打击后获得一初速度 v0.与此同时，有一变化的磁场垂直穿过圆环形玻璃小槽外 径所对应的圆面积，磁感应强度 B 的大小跟时间成正比，方向竖直向下．设小球在运动过程中所带电荷量不变， 那么（　　） A．小球受到的向心力大小不变 B．小球受到的向心力大小不断增加 C．洛伦兹力对小球做功 D．小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比 8．如图所示，OM 的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，ON（在纸 面内）与磁场方向垂直且∠NOM=60°，ON 上有一点 P，OP=L。P 点有一粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量 为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子（不计重力），速率为 6qBL 4m ，则粒子在磁场中运动的最短时间为（　　） m 2 A． qB m 3 B． qB m 4 C． qB m 6 D． qB 9．一通电直导线与 x 轴平行放置，匀强磁场的方向与 xOy 坐标平面平行，导线受到的安培力为 F.若将该导线做成 3 圆环，放置在 xOy 坐标平面内，如图所示，并保持通电的电流不变，两端点 ab 连线也与 x 轴平行，则圆环受到 4 的安培力大小为（　　） A．F 2 B． 3 F 2 2 C． 3 F D． 3 2 F 2 10．如图所示，在 xOy 平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在 x 轴上方磁场的磁感应强度为 B，x 轴下方磁场的 磁感应强度为 B .一带电荷量为－q、质量为 m 的粒子从 O 点垂直于磁场方向射入第一象限，入射速度 v 与 x 轴正 2 方向夹角为 30°，不计重力，则粒子从 O 点射入后（　　） A．在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为 2∶1 B．到再次经过 x 轴进入上方磁场时，在 x 轴上方和下方两磁场中运动的时间之比为 1∶5 2 m C．到再次经过 x 轴进入上方磁场所需的时间为 qB D．能再次回到 O 点 11．如图所示，司南是我国古代辨别方向的仪器，由于地磁场的作用，静止时它的长柄指向南方，下列关于地磁 场的说法正确的是（　　） A．地磁场是从北极附近出发指向南极附近 B．地磁场在南半球有竖直向上的磁场分量 C．地磁场并不存在，是人为假想的一种物质 D．地磁场可能会对运动的带电粒子做功 12．如图所示，在 x 轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为 B ，在 xOy 平面内，从原点 O 处 与 x 轴正方向成  角（ 0π   ），以速率 v 发射一个带正电的粒子（重力不计），则下列说法正确的是（　　） A．若  一定， v 越大，则粒子在磁场中运动的时间越长 B．若  一定， v 越大，则粒子在磁场中运动的角速度变大 C．若 v 一定，  越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 D．若 v 一定，  越大，则粒子离开磁场的位置距 O 点越近 二、填空题 13．磁场对通电导体的作用力叫安培力，通电导体垂直于磁场方向放置时，安培力的大小有如下规律：_______越 强，_______越大，_______越长，安培力就越大． 14．如图为演示“通电导线之间通过磁场发生相互作用”的实验示意图，接通电源时，发 现两导线会相互靠近或远 离 . 已知接线柱是按如图所示方式连接的． (1)请在图中虚线框中标出 B 导线在 A 导线周围产生的磁场的方向 ( 用“ �”或“ . ”表示 ) ； (2)在图中标出 A 导线所受安培力的方向_____________． 15．如图所示，在 POQ 区域内分布有磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，有一束负离子流沿 纸面垂直于磁场边界 OQ 方向从 A 点射入磁场，已知 OA=s，∠POQ=45°，负离子的质量为 m，带电荷量的绝对值 为 q，要使负离子不从 OP 边射出，负离子进入磁场时的速度最大不能超过____． 16．如图所示，质量是 m 的小球带有正电荷，电荷量为 q，小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上。杆与水平方 向成 θ 角，与球的动摩擦因数为 μ，此装置放在沿水平方向、磁感应强度为 B 的匀强磁场中。若从高处将小球无初 速释放，已知重力加速度为 g，小球下滑过程中加速度的最大值为______________和运动速度的最大值为________ ______。 17．如图中 PQ 是匀强磁场里的一片薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个粒子从某点以与 PQ 垂直的速度射出， 动能是 E，该粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，今测得它在金属片两边的轨道半径之比是 10∶9，若在穿越金属 板过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，则该粒子每穿过一次金属片，动能减少了___________，该粒子最多 能穿过金属板___________次。 三、解答题 18．一根长 2m 的直导线，通有 3A 的电流，放在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度 B=0.5T．计算导线受到的安 培力的大小，并在图中画出安培力的方向． 19．如图所示，宽 0.2m 的平行金属导轨水平放置，磁感应强度 0.05T 的匀强磁场垂直金属导轨竖直向上。质量 0.02kg 金属杆 ab 垂直放置于平行金属导轨上，金属杆与金属导轨间动摩擦因数为 0.1。开始时金属杆静置在导轨上。 设最大静摩擦等于滑动摩擦，重力加速度为 g  10m/s 2 ，求： （1）若要金属杆保持静止，通过金属杆的最大电流； （2）若某时刻开始通过恒为 3A 的电流，金属杆 2s 后速度大小。 20．如图甲所示，平面直角坐标系中，在 0 �x �l 、 0 �y �2l 的矩形区域中存在一个按如图乙所示规律变化的交变 磁场（ B0 以初速度 和 v0 T0 沿 未知），磁场方向与纸面垂直，以垂直纸面向里为正方向，一个比荷为 c 的带正电的粒子从原点 O x 方向入射，不计粒子重力。 （1）若粒子从 t  0 时刻入射，在 （2）若 B0  t �l� T0 l, � � 2 的某时刻从点 � 2 �射出磁场，求 B0 大小； 2v0 ，在 x  l 的区域施加一个沿  x 方向的匀强电场，粒子在 t  0 时刻入射，将在 T0 时刻沿  x 方向进 cl 入电场，并最终从  0, 2l  沿  x 方向离开磁场，求电场强度的大小。 21．2021 年 11 月 1 日，央视新闻报道：我国自主研制的一种用于消防的新型电磁炮试验成功，如图所示为电磁炮 工作原理的简化示意图，炮管简化为两根水平行金属导轨 M、N，导轨长度 L=14.4m，间距 d=0.5m，导轨间有垂直 于导轨平面的匀强磁场，装有弹体的导体棒 ab 垂直放在导轨的最左端，且始终与导轨良好接触，导体棒 ab（含弹 体）质量 m=1kg、其电阻 R=0.8Ω，可控电源的内阻 r=0.2Ω，导轨电阻不计.某次试验中，电源提供大小恒为 I=2 � 103a 的电流，导体棒 ab 向右运动的加速度为 5 �104m/s2，空气阻力和摩擦阻力均忽略不计。 （1）若导体棒中的电流方向从 a 到 b，求磁感应强度 B； （2）求导体棒 ab 离开导轨时的速度大小； （3）成功发射一枚电磁炮，共需消耗多少电能？ 参考答案： 1．B 2．A 3．B 4．B 5．C 6．B 7．B 8．A 9．C 10．D 11．B 12．C 13． 磁感应强度 14． ( 2  1) BqS 15． m 电流 导线 � mg �sin   cos  � � qB �  � 16． gsinθ 17． 0.19E 18． F安 =3N 5 ;由左手