安培力和洛倫茲力測(cè)試題.doc

物理測(cè)試卷(安培力和洛倫茲力) 試題內(nèi)容安培力和洛倫茲力一、選擇題(20*2=40分)1、如圖所示，長(zhǎng)為2l的直導(dǎo)線(xiàn)拆成邊長(zhǎng)相等、夾角為60的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)在該導(dǎo)線(xiàn)中通以大小為I的電流時(shí)，該V形通電導(dǎo)線(xiàn)受到的安培力大小為（ C） A0 B0.5BIl CBIl D2Bil2、某同學(xué)畫(huà)的表示磁場(chǎng)B、電流I和安培力F的相互關(guān)系如圖所示，其中正確的是（D ） 3、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式的理解，下列說(shuō)法正確的是 （ C ） A磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場(chǎng)力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L的乘積成反比 B公式表明，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)體的受力F的方向相同2 C磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)本身決定的，不隨F、I及L的變化而變化 D如果通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力F等于0，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度也等于0 4、 如圖2所示，矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)MN在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線(xiàn)中的電流方由M到N，導(dǎo)線(xiàn)框的ab邊 與直導(dǎo)線(xiàn)平行。若直導(dǎo)線(xiàn)中的電流增大，導(dǎo)線(xiàn)框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)線(xiàn)框會(huì)受到安培力的作用，則以下關(guān)于導(dǎo)線(xiàn) 框受到的安培力的判斷正確的是 （BD ） A導(dǎo)線(xiàn)框有兩條邊所受安培力的方向相同 B導(dǎo)線(xiàn)框有兩條邊所受安培力的大小相同 C導(dǎo)線(xiàn)框所受的安培力的合力向左 D導(dǎo)線(xiàn)框所受的安培力的合力向右5、 如圖所示，在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導(dǎo)線(xiàn)a、b和c，各導(dǎo)線(xiàn)中的電流大小相同，其中 a、c導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向垂直紙面向外，b導(dǎo)線(xiàn)電流方向垂直紙面向內(nèi)。每根導(dǎo)線(xiàn)都受到另外兩根導(dǎo)線(xiàn)對(duì)它的安培力 作用。關(guān)于每根導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的合力，以下說(shuō)法中正確的是 (B ) A導(dǎo)線(xiàn)a所受安培力的合力方向向右 B 導(dǎo)線(xiàn)c所受安培力的合力方向向右 C導(dǎo)線(xiàn)c所受安培力的合力方向向左 D導(dǎo)線(xiàn)b所受安培力的合力方向向左6、如圖3所示，電流從A點(diǎn)分兩路通過(guò)對(duì)稱(chēng)的半圓支路匯合于B點(diǎn)，在圓環(huán)中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 ( C ) A.最大，垂直紙面向外 B.最大，垂直紙而向里 C.零 D.無(wú)法確定7、如圖所示，在同一平面上有a、b、c三根等間距平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)，依次載有電流強(qiáng)度為1 A、2 A、3 A的電流，電流方向如圖,則 （AB ） A導(dǎo)線(xiàn)a所受的安培力方向向左 B導(dǎo)線(xiàn)b所受的安培力方向向右 C導(dǎo)線(xiàn)c所受的安培力方向向右 D由于不能判斷導(dǎo)線(xiàn)c所在位置的磁場(chǎng)方向，所以導(dǎo)線(xiàn)c受的安培力方向也不能判斷8、如圖所示，有一固定在水平地面上的傾角為的光滑斜面，有一根水平放在斜面上的導(dǎo)體棒，長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，通有垂直紙面向外的電流I。空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)在釋放導(dǎo)體棒，設(shè)導(dǎo)體棒受到斜面的支持力為N，則關(guān)于導(dǎo)體棒的受力分析一定正確的是（重力加速度為g） ( C ) A.mgsinBIL B.mgtanBIL C.mgcosNBILsin D.NsinBIL9、如圖所示，兩根長(zhǎng)通電導(dǎo)線(xiàn)M、N中通有同方向等大小的電流，一閉合線(xiàn)框abcd位于兩平行通電導(dǎo)線(xiàn)所在平面上，并可自由運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)框兩側(cè)與導(dǎo)線(xiàn)平行且等距，當(dāng)線(xiàn)框中通有圖示方向電流時(shí)，該線(xiàn)框?qū)ⅲ?C） Aab邊向里，cd邊向外轉(zhuǎn)動(dòng) Bab邊向外，cd邊向里轉(zhuǎn)動(dòng) C線(xiàn)框向左平動(dòng)，靠近導(dǎo)線(xiàn)M D線(xiàn)框向右平動(dòng)，靠近導(dǎo)線(xiàn)N10、關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的說(shuō)法中，正確的是 ( D) A一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 B一小段通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力越小，說(shuō)明該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小 C磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，就是放在該點(diǎn)的一小段通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力方向 D磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向與放在該點(diǎn)的通電導(dǎo)線(xiàn)所受磁場(chǎng)力無(wú)關(guān) 11、在下四圖中，標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向、通電直導(dǎo)線(xiàn)中電流I的流向，以及通電直導(dǎo)線(xiàn)所受安培力F的方向，其中正確的是（AC ） 12、如圖所示，一段導(dǎo)線(xiàn)abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向（垂直于紙面向里）垂直。線(xiàn)段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且abc=bcd=1350 。流經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線(xiàn)段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力（A ） A方向沿紙面向上，大小為（+1）ILB B方向沿紙面向上，大小為（-1）ILB C方向沿紙面向下，大小為（+1）ILB D方向沿紙面向下，大小為（-1）ILB 13、如圖2所示，一個(gè)帶正電的粒子沿x軸正向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它所受到的洛倫茲力方向沿y軸正向，則磁場(chǎng)方向( D ). A.一定沿z軸正向 B.一定沿z軸負(fù)向 C.一定與xOy平面平行且向下 D.一定與xOz平面平行且向下14、如圖所示,一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入橫截面為一正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),在從ab邊離開(kāi)磁場(chǎng)的電子中，下列判斷正確的是 （AD ） A從b點(diǎn)離開(kāi)的電子速度最大 B從b點(diǎn)離開(kāi)的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng) C從b點(diǎn)離開(kāi)的電子速度偏轉(zhuǎn)角最大 D在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電子,其軌跡線(xiàn)一定重合15、帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度方向如圖3所示，所受的重力和洛侖茲力的合力恰好與速度方向相反，不計(jì)阻力，則在此后的一小段時(shí)間內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)將（C ） A可能做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B可能做勻減速運(yùn)動(dòng) C一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)16、帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體電離，從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡右圖是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)云室中觀(guān)察到的粒子的軌跡，a和b是軌跡上的兩點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向里該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量和電荷量不變，而動(dòng)能逐漸減少，下列說(shuō)法正確的是( A ) A粒子先經(jīng)過(guò)之a(chǎn)點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)b點(diǎn) B粒子先經(jīng)過(guò)b點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)a點(diǎn) C粒子可能帶負(fù)電，也可能帶正電 D粒子帶正電17、粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。以下四個(gè)圖中，能正確表示兩粒子子運(yùn)動(dòng)軌跡的是 （A ）18、帶電粒子垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是（B ） A洛倫茲力對(duì)帶電粒子做正功 B洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能 C洛倫茲力的大小與速度無(wú)關(guān) D洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向 19、如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)足夠大），一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速度沿與x 軸成30角的方向從原點(diǎn)垂直磁場(chǎng)射入，則負(fù)電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為：（不計(jì)正、負(fù)電子間的相互作用力） A.1B.12 C.11 D.21 20、下列各圖中，運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向、磁場(chǎng)方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是（B ）二、填空題(7*2=14分)21、質(zhì)量為m，帶電量為q的電子以速度v垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。則電子作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 ；周期為 ； 【答案】 22、在一個(gè)邊長(zhǎng)為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶正電粒子沿AB邊射入磁場(chǎng)中，為使該粒子能從BC邊射出，帶電粒子的初速度大小至少為 。 【答案】 23、如圖A-4所示，帶電平行金屬板間勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，某帶電小球從光滑軌道上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).現(xiàn)使小球從稍低些的b點(diǎn)開(kāi)始自由滑下，在經(jīng)過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入板間后的短時(shí)間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的動(dòng)能將_，電勢(shì)能將_，小球所受的洛倫茲力將_，電場(chǎng)力將_.（選填“增大”、“減小”或“不變”） 【答案】 增大; 增大; 增大 ; 不變?nèi)?、?jì)算題24、（10分）如圖所示，質(zhì)量為m=50g，長(zhǎng)l=10cm的銅棒，用長(zhǎng)度相等的兩根輕軟導(dǎo)線(xiàn)懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線(xiàn)跟銅棒的接觸良好，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中通入某恒定電流后，銅棒恰好偏離豎直方向37而靜止。求：銅棒中所通恒定電流的大小和方向。（g=10m/s2） 【答案】電流為7.5A，由a向b 25、(16分)長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，磁感強(qiáng)度為B，板間距離也為L(zhǎng)，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子（不計(jì)重力），從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線(xiàn)以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，求速度的取值范圍？答案：解析：由左手定則判得粒子在磁場(chǎng)中間向上偏，而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，很明顯，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于某值r1時(shí)粒子可以從極板右邊穿出，而半徑小于某值r2時(shí)粒子可從極板的左邊穿出，現(xiàn)在問(wèn)題歸結(jié)為求粒子能在右邊穿出時(shí)r的最小值r1以及粒子在左邊穿出時(shí)r的最大值r2，由幾何知識(shí)得：粒子擦著板從右邊穿出時(shí)，圓心在O點(diǎn)，有：r12L2+（r1-L/2）2得r1=5L/4，又由于r1=mv1/Bq得v1=5BqL/4m，v5BqL/4m時(shí)粒子能從右邊穿出。粒子擦著上板從左邊穿出時(shí)，圓心在O點(diǎn)，有r2L/4，又由r2mv2/Bq=L/4得v2BqL/4mv2BqL/4m時(shí)粒子能從左邊穿出。26.(福建高考真題20分)圖為可測(cè)定比荷的某裝置的簡(jiǎn)化示意圖，在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.010-3T,在X軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的P處為離子的入射口，在Y上安放接收器，現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v=3.5104m/s的速率從P處射入磁場(chǎng)，若粒子在y軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的M處被觀(guān)測(cè)到，且運(yùn)動(dòng)軌跡半徑恰好最小，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不記其重力。（1）求上述粒子的比荷；（2）如果在上述粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)時(shí)刻，在第一象限內(nèi)再加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，就可以使其沿y軸正方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向，并求出從粒子射入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間加這個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)；（3）為了在M處觀(guān)測(cè)到按題設(shè)條件運(yùn)動(dòng)的上述粒子，在第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)可以局限在一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積，并在圖中畫(huà)出該矩形。答案（1）=4.9C/kg（或5.0C/kg）；（2） ； （3）【解析】本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。第（2）問(wèn)涉及到復(fù)合場(chǎng)（速度選擇器模型）第（3）問(wèn)是帶電粒子在有界磁場(chǎng)（矩形區(qū)域）中的運(yùn)動(dòng)。（1）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為r。如圖甲，依題意M、P連線(xiàn)即為該粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，由幾何關(guān)系得 由洛倫茲力提供粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，可得 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得=4.9