第 1 章 安培力与洛伦兹力 章末综合测试卷 一、单选题 1．（2021·浙江·杭十四中高二开学考试）如图所示，把一导线用弹簧挂在蹄形磁铁磁极的正上方，当导 线中通以图示电流 I 时，导线的运动情况是（从上往下看）（　　） A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升 C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升 2．（2022·全国·高三专题练习）用两根轻质柔软导线悬挂一根长为 L、质量为 m 的导体棒 MN 在天花板上 P、Q 两点，空间存在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，磁场方向始终垂直于导体棒，对导体棒通入电流 I，稳定后发现悬挂导体棒的导线偏离竖直方向某一夹角 θ，如图所示。重力加速度为 g，下列说法正确的 是（　　） A．电流方向由 M 到 N mg B．磁场方向竖直向上时，有 tan θ＝ BI L C．磁场方向可能垂直于 PQNM 平面 D．若 BIL<mg，则磁场方向平行于 PQNM 时，θ 有最大值 3．（2022·福建省福州华侨中学高二期末）条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠近 S 极一侧悬挂一根与 它垂直的导电棒，如图所示（图中只画出棒的截面图）。在棒中通以垂直纸面向里的电流的瞬间，可能 产生的情况是（　　） A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁不受摩擦力作用 D．磁铁受到向右的摩擦力 4．（2022·全国·高二专题练习）现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如图所示，其中 加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种 一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场， 需将磁感应强度增加到原来的 12.5 倍。此离子和质子的质量比约为（　　） A．12 B．25 C．156 D．144 5．（2022·陕西·汉阴县汉阴中学高二期末）如图所示，匀强磁场的区域足够大，磁感应强度大小为 B、方 向水平向右，将一段 1 圆弧形导体 ab 置于磁场中，圆弧的圆心为 O，半径为 r。现在导体 ab 中通以方向 4 从 b � a 的恒定电流 I，则圆弧受到的安培力的方向和大小分别为（　　） A．水平向左， π BIr 2 C．垂直纸面向外， π BIr 2 B．垂直纸面向里， 2BIr D．垂直纸面向外， 2BIr 6．（2021·河北·衡水市冀州区第一中学高二期中）如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量 为 m，长为 L，通过的电流大小为 I 且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度 B 的方向与导轨平面成  角， 则导体棒受到的（　　） A．安培力大小为 BIL B．安培力大小为 BILsin  C．摩擦力大小为 BILcos  D．支持力大小为 mg+BILsin  7．（2021·内蒙古·霍林郭勒市第一中学高二阶段练习）有四条垂直于纸面的长直固定导线。电流方向如 图所示，其中 a、b、c 三条导线到 d 导线的距离相等，三条导线与 d 的连线互成 120°。四条导线的电流大 小为都为 I，其中 d 导线受到 a 导线的安培力为 F。现突然把 c 导线的电流方向改为垂直于纸面向外，电流 大小不变。此时 d 导线所受安培力的合力下列说法正确的是（　　） B．大小为 2F，方向沿 dc 指向 c A．0 C．大小为 3F ，方向沿 cd 延长线方向 D．大小为 2F，方向沿 cd 指向 d 8．（2021·广东·佛山一中高二阶段练习）如图所示，一小段通电直导线放置在粗糙的水平面上处于静止 状态，电流方向垂直纸面向里。现把一条形磁铁控制在导线的正上方成水平状态，中点与导线的连线 ( 虚 线 ) 正好沿竖直方向，下列说法正确的是（　　） A．放上磁铁后，地面对导线产生摩擦力 B．放上磁铁后，地面对导线的支持力仍然等于重力 C．若把磁铁沿竖直方向向上移动，地面对导线的支持力越来越小 D．若把磁铁水平向右移动一小段距离，导线仍处于静止状态，则地面对导线的摩擦力向左 9．（2022·江苏省镇江第一中学高二期末）如图所示，半径为 R 的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁 1 场，磁场的磁感应强度大小为 B，AC 是圆 O 的水平直径，P 是圆周上的一点，P 点离 AC 的距离为 2 R， 一个质量为 m、电荷量为 q 的带负电粒子以一定的速度从 A 点沿 AC 方向射入，粒子在磁场中运动的偏向 角为 90°，保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从 P 点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（　 ） m 4 A． qB m 2 B． qB 2 m C． 3qB 3 m D． 4qB 10．（2021·山东省实验中学高二期中）如图所示，原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流，在其直 径 ab 上靠近 b 点有一长直导线垂直于圆形线圈平面被固定。今在长直导线中通以图示方向的电流时，在 磁场力的作用下，圆形线圈将（　　） A．向左平动 B．向右平动 C．仍然静止 D．绕 ab 轴转动 11．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，L1 和 L2 为平行线，L1 上方和 L2 下方都是垂直纸面向里的磁感 应强度相同的匀强磁场，A、B 两点都在 L2 线上，带电粒子从 A 点以初速度 v 与 L2 线成 θ＝30°角斜向上射 出，经过偏转后正好过 B 点，经过 B 点时速度方向也斜向上，不计粒子重力，下列说法中不正确的是（ ） A．带电粒子一定带正电 B．带电粒子经过 B 点时的速度一定跟在 A 点的速度相同 C．若将带电粒子在 A 点时的初速度变大（方向不变）它仍能经过 B 点 D．若将带电粒子在 A 点时的初速度方向改为与 L2 线成 60°角斜向上，它就不再经过 B 点 二、填空题 12．（2020·吉林市第五十五中学高二期末）如图，每根轻质弹簧的劲度系数均为 100N/m，金属棒 ab 的 长度为 50cm，质量为 0.02kg，垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为 0.4T，若要使弹簧处于原长，则 中要通以______________方向的电流，电流强度为__________A；若中通以 ba 方向、电流强度为 0.5A 的 电流时，每根弹簧的伸长量为____________cm。（g 取 10m/s2） 13．（2022·全国·高二专题练习）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。 14．（2020·陕西省宝鸡市金台区教育局高二期中）目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电 机。如图所示表示出了它的原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微 粒，而从整体来说呈中性）喷射入磁场，磁场中有两块金属 A、B，这时金属板上就会聚集电荷，从而在 两板之间形成一定的电压，A、B 两板就相当于一个电源，则图中 A 板是电源的________（选填“正极”或 “负极”）。 三、解答题 15．（2022·安徽黄山·高二期末）如图，在平面直角坐标系 xoy 中，在 y  0 的区域内有沿 y 轴负方向的匀 强电场，在 y  0 的区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的粒子（质量为 m 、电荷量大小为 v0 y x x x A （，） 0 h q）从 轴上 点以沿 轴正方向的初速度 开始运动。当粒子第一次穿越 轴时，恰好经过 轴上 （，） h 0 点。不计带电粒子的重力。求： 的 C (2h, 0) 点，当粒子第二次穿越 x 轴时，恰好经过 x 轴上的 D （1）电场强度 E 的大小； （2）磁感应强度 B 的大小。 16．（2022·全国·高三课时练习）如图所示，两个同心圆半径分别为 r 和 2r，在两圆之间的环形区域内存 在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。圆心 O 处有一放射源，放射出的粒子质量均为 m、电荷量 均为-q，假设粒子速度方向都和纸面平行，不计粒子重力。 （1）图中箭头表示某一粒子初速度的方向，OA 与初速度方向的夹角为 60°，要想使该粒子经过环形区域 磁场一次后通过 A 点，则初速度的大小是多少? （2）要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少? 17．（2022·福建·模拟预测）如图所示，在 x>0 的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场；紧挨着 y 轴有 一个平行的金属板，板长 L，板间距 d，两板间电压为 U， 上极板带正电，中线与 x 轴重合，两个正粒子 a 和 b 先后以 v0 和 2v0 从极板左边缘中间射入电场，速度方向沿 x 轴正方向。已知 a 进入磁场后，从坐标 原点 O 处射出磁场。a 的比荷为 k，b 的比荷为 2k，不计粒子的重力。粒子都不能打在极板上，求： （1）匀强磁场强度 B 的大小？ （2）b 粒子进入磁场后再次到达 y 轴时距离坐标原点 O 的距离 S。 参考答案： 1．A 2．D 3．A 4．C 5．D 6．A 7．B 8．C 9．C 10．D 11．A 12． 向右 1 13． 0.2N 4 �108 N 0.15 14．负极 15．（1） E mv02 2mv0 B qh ； 2qh ；（2） 3Bqr 3Bqr 16．（1） 3m ；（2） 4m 2 kUL 4dv3 B  2 02 2 k UL ；（2） 4dv0 17．（1）