第 1 章安培力与洛伦兹力练习题 2021-2022 学年高二下学期物理鲁科版 （2019）选择性必修第二册 一、单选题 1．如图所示，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以异向的电流时（　　） A．两环都有向内收缩的趋势 B．两环都有向外扩张的趋势 C．内环有收缩的趋势，外环有扩张的趋势 D．内环有扩张的趋势，外环有收缩的趋势 2．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O 是转动轴，A 是绝缘手柄，C 是闸刀卡口，M、N 接电源线，闸刀处于 垂直纸面向里、磁感应强度大小 B=0.5T 的匀强磁场中，CO 间的距离为 10cm，当 CO 间闸片所受安培力为 1N 时， 闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO 中通过的电流的大小和方向为（　　） A．电流大小为 2A，方向为 C→O B．电流大小为 2A，方向为 O→C C．电流大小为 20A，方向为 O→C D．电流大小为 20A，方向为 C→O 3．仔细观察四幅图，你认为说法正确的是（　　） ① 图（1）中是通电导线周围存在磁场的实验，这是物理学家法拉第通过实验首先发现 ② 图（2）中，标有“ 5.5V ，1.0F ”的电容器，极板上所带的电荷量最多为 1C ③ 图（3）中的导电液体通电后在磁场中将会旋转，从上往下看做逆时针旋转 ④ 图（4）是一只金属电阻温度计，其金属丝的电阻值随温度的升高而增大 A．③④ B．①② C．①③ D．②④ 4．在恒定的匀强磁场中固定一根通电直导线，导线的方向与磁场方向垂直，如图反映的是这根导线受到的磁场力 大小 F 与通过导线的电流 I 之间的关系，M、N 两点各对应一组 F、I 的数据，其中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态。图中圆圈为垂直于纸面放置 的直导线的横截面，当导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为 FN 2 FN 1 ；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为 。下列说法正确的是(　　) A．若导线位于图中位置 1 且电流方向向外，则 FN 1  FN 2 B．若导线位于图中位置 1 且电流方向向里，则弹簧伸长量增大 C．若导线位于图中位置 2 且弹簧伸长量增大，则导线中电流方向向里 D．若导线位于图中位置 2 且弹簧伸长量增大，则 FN 1  FN 2 6．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有同向电流时，两导线环的 运动情况是（ ） A．互相吸引，电流大的环其加速度也大 B．互相排斥，电流小的环其加速度较大 C．互相吸引，两环加速度大小相同 D．互相排斥，两环加速度大小相同 7．如图所示，MN 的右侧存在范围足够大、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，MN 右侧 到 MN 的距离为 L 的 O 处有一个粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子（不计重力 qBL 及粒子间的相互作用），速度均为 m ，则粒子在磁场中运动的最短时间为（　　） m A． 2qB m C． 4qB m B． 3qB 8．如图所示，一束由质子、电子和 条径迹，下列说法正确的是（  m D． 6qB 粒子组成的射线，在正交的电磁场中沿直线 B2 OO� O� 从 点射入磁场 形成 3 ） A．2 是  粒子的径迹 B．3 是质子的径迹 C．1 是  粒子的径迹 D．2 是质子的径迹 9．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计，其长、宽、高 分别为 L、d、h。当垂直于管道前后表面加上磁感应强度大小为 B、方向向里的匀强磁场后，测得上下表面 AA'之 间的电势差为 U。下列说法正确的是（　　） A．上表面 A 的电势低于下表面 A'的电势 B．污水中正负离子浓度越高，上下表面之间的电势差越大 C．污水的流速为 v= UB h D．污水的流量（单位时间内排出的污水体积）为 Ud B 10．如图所示，等腰直角三角形 ABC 区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，一质量为 m， 电荷量为 q 的正粒子沿 AB 方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子射入速率越大，在磁场中运动时间越长 B．粒子射入速率越大，在磁场中运动的加速度越小 m C．粒子在磁场中运动的最长时间为 2 Bq D．若粒子射入速率不同，则射出磁场时速度的方向一定不同 11．如图所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从 a 点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从 b 点射出。减小 粒子射入磁场的速率（速率不为 0），下列判断正确的是（　　） A．该粒子从 ab 间射出 B．该粒子从 bc 间射出 C．该粒子从 ad 间射出 D．该粒子从 cd 间射出 12．如图，粗细均匀的正六边形线框 abcdef 由相同材质的导体棒连接而成，直流电源的两端与顶点 a、b 相连，整 个装置处于垂直于线框的匀强磁场中。若 ab 棒受到的安培力大小为 2N，则六边形线框受到安培力的总和为（　 　） A．0N B．1.6N C．2.4N D．4N 二、填空题 13．______于磁场 B 的方向放置的长为 l 的通电导线，当通过的电流为 I 时，所受安培力为 F＝______ 14．将一根长 10cm、通有电流为 2A 的导线的一半垂直磁场方向放入匀强磁场中，已知磁感应强度大小为 2T，则 该通电导线所受安培力大小为______N；一电荷量为 q=8.0 �10-10C 的带电粒子，以速度 v=5m/s 垂直磁感应强度方 向射入匀强磁场中，磁感应强度的大小为 10T，则该粒子所受洛伦兹力大小为______N。 15．在某匀强磁场中,有两个电子以不同的速率在做匀速圆周运动.它们受到的洛伦兹力方向____(选填“一定”或“不 一定”)跟速度方向垂直;它们受到的洛伦兹力大小一定______,做圆周运动的半径一定______,周期一定____(后三空 均选填“相等”或“不相等”). 16．如图所示，在既有与水平面成 30°角斜向下的匀强电场 E、又有沿水平方向的匀强磁场 B 的空间中，有一质量 为 m 的带电体竖直向下做匀速运动，则此带电体带________(填“正”或“负”)电荷，带电荷量为________. 17．如图，为了研究磁体 S 极附近 Q 点的磁场强弱，在该处垂直于磁场方向放置“很短”的一小段通电导线，设导线 F 中的电流为 I，导线的长为 l，受到的磁场力为 F。若改变 I 或 l，则比值 Il 将______（选填“发生变化”或“保持不 变”）。试问通电导线为什么要取得“很短”？______。 三、解答题 18．如图甲，坐标系 xOy，x 轴水平向右，y 轴竖直向上，空间存在着磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直 xOy 平面向里，沿 y 轴存在一匀强电场(图中未画出）。一质量为 M、长度为 L 的光滑绝缘杆 CD，放置于 y 轴，杆的中 点位置恰好与坐标原点 O 重合，现有一质量为 m，带+q 的小环套在杆的中点位置，恰好处于静止状态，重力加速 度为 g。 (1)求匀强电场的电场强度大小和方向； (2)若杆以速度 v 沿+x 方向匀速运动，求小环离开杆的上端 C 时的位置坐标； (3)若 t=0 时刻撤去电场，同时有一外力 F（未知）使杆沿+x 方向平移，发现小环沿 y 方向运动的加速度 ay 随时间 t 变化如图乙（图中坐标值为已知量），t2 时刻小环离开杆的上端 C；请你写出杆沿+x 方向运动时速度 vx 随时间 L 变 化的关系式，并求出 0~t2 时间内外力 F 做的功。 19．已知氚核的质量约为质子质量的 3 倍，带正电荷，电荷量为一个元电荷；α 粒子即氦原子核，质量约为质子质 量的 4 倍，带正电荷，电荷量为 e 的 2 倍。现在质子、氚核和 α 粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。求下列情 况中它们运动的半径之比： （1）它们的速度大小相等； （2）它们由静止经过相同的加速电场加速后进入磁场。 20．如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场中，磁感应强度大小为 B，电场强度大小为 E。 小球 A 套在一竖直足够长的固定绝缘杆 PQ 上，已知小球 A 带的电荷量为+q、质量为 m，小球与杆间的动摩擦因数 为  ，重力加速度大小为 g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中，求小球加速度的最大值及此时的速度大小， 并说明小球的加速度大小如何变化。 参考答案： 1．C 2．C 3．A 4．C 5．C 6．C 7．B 8．D 9．D 10．C 11．A 12．C 13． 垂直 IlB 14． 0.2N 4 �108 N 15． 一定　　 16． 负 17． 保持不变 18．（1） （3） W 不相等 不相等 相等 2mg E E 为了研究磁场中较精确地属于某一点的磁场强弱 mvL 1 L q ，方向为+y 方向（2）（ Bq ， 2 ） mg mgt2 2 1 mgt2 2 gt2 (t2  2t1 ) 2 1 1 M( )  m[( ) ( ) ]  mgL 2 qBt1 2 qBt1 2t1 2 19．（1）1∶3∶2；（2）1∶ 3 ∶ 2 E g 20． ； B ；先增大后减小