第1章安培力與洛倫茲力（原卷版）

20242025學(xué)年高二物理單元速記·巧練（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）第一章安培力與洛倫茲力（A卷?達(dá)標(biāo)卷）一、單選題1．關(guān)于安培力和洛倫茲力，下列說(shuō)法正確的是（）A．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定會(huì)受到安培力B．電荷在電場(chǎng)中一定會(huì)受到電場(chǎng)力，電荷在磁場(chǎng)中也一定會(huì)受到洛倫茲力C．洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功，但安培力卻可以對(duì)通電導(dǎo)線做功D．洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷速度方向和磁場(chǎng)方向確定的平面，安培力的方向可以不垂直于通電直導(dǎo)線2．如圖所示，由粗細(xì)相同的導(dǎo)線做成的半圓形線框處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向垂直，ab為其直徑，在線框a、b兩點(diǎn)加上恒定的電壓，關(guān)于線框圓弧邊和直徑邊受到的安培力，下列判斷正確的是（

）A．圓弧邊受到的安培力的大小等于直徑邊受到安培力的大小，但兩安培力方向不同B．圓弧邊受到的安培力的大小大于直徑邊受到安培力的大小，但兩安培力方向相同C．圓弧邊受到的安培力的大小小于直徑邊受到安培力的大小，但兩安培力方向相同D．圓弧邊受到的安培力與直徑邊受到的安培力大小方向均不同3．如圖所示，一環(huán)形硬質(zhì)導(dǎo)體用絕緣細(xì)線懸掛，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)體平面且水平向右。當(dāng)導(dǎo)體中通有圖示方向的電流后，環(huán)形導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況是（

）A．向左運(yùn)動(dòng) B．向右運(yùn)動(dòng) C．靜止不動(dòng) D．以懸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)4．如圖所示，水平平面內(nèi)放置一個(gè)薄圓盤(pán)和一根通電軟直導(dǎo)線，圓盤(pán)上均勻分布著電子，圓盤(pán)繞著圓心O順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。某時(shí)刻，給導(dǎo)線中通上如圖所示的電流，通電直導(dǎo)線會(huì)發(fā)生的變化情況是（

）A．保持靜止 B．水平向右凸起 C．水平向左凸起 D．垂直紙面向外凸起5．如圖所示，質(zhì)量為、長(zhǎng)為的直導(dǎo)體棒用兩絕緣細(xì)線懸掛于、，并處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)體棒中通以如圖所示的電流，導(dǎo)體棒保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為30°，現(xiàn)通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，使懸線與豎直方向的夾角從30°緩慢變?yōu)?0°。在這一過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．磁場(chǎng)方向豎直向上 B．懸線拉力逐漸減小C．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)樵瓉?lái)的3倍 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)樵瓉?lái)的倍6．如圖所示，兩根絕緣細(xì)線吊著一根銅棒，空間中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，銅棒中通有向右的電流時(shí)兩線上的拉力大小均為。若將銅棒中的電流大小變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，兩線上的拉力大小均變?yōu)椋瑒t（）A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直于紙面向里B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直于紙面向里C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直于紙面向外D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為，方向垂直于紙面向外7．如圖所示，MN表示一塊非常薄的金屬板，帶電粒子（不計(jì)重力）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)并垂直穿過(guò)薄金屬板，粒子的能量逐漸減?。◣щ姾闪坎蛔儯┨摼€表示其運(yùn)動(dòng)軌跡，由圖可知粒子說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．帶負(fù)電荷B．沿方向運(yùn)動(dòng)C．穿越金屬板后，軌跡半徑變大D．穿越金屬板后，所受洛倫茲力變小8．如圖所示，帶負(fù)電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)和受力說(shuō)法正確的是（）A．小球剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到的洛倫茲力水平向左B．小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度不變C．小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程的加速度保持不變D．小球受到的洛倫茲力對(duì)小球做負(fù)功9．在的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量帶正電的物體沿光滑的絕緣水平面以初速度向左運(yùn)動(dòng)，，如圖，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體受地面給的支持力的大小為（）A． B． C． D．10．勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一個(gè)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，受到洛倫茲力F的方向如圖所示，則該粒子的電性和運(yùn)動(dòng)方向可能是（）A．粒子帶負(fù)電，向下運(yùn)動(dòng) B．粒子帶正電，向左運(yùn)動(dòng)C．粒子帶負(fù)電，向上運(yùn)動(dòng) D．粒子帶正電，向右運(yùn)動(dòng)11．臨沂籍物理學(xué)家薛其坤院士榮獲2023年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。薛院士在研究霍爾效應(yīng)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了量子反常霍爾效應(yīng)現(xiàn)象。如圖是某金屬材料做成的霍爾元件，所加磁場(chǎng)方向及電流方向如圖所示，則（）A．該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢(shì)高B．該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢(shì)低C．該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢(shì)高D．該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢(shì)低二、多選題1．將粗細(xì)均勻、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形銅線框用兩根不可伸長(zhǎng)的絕緣線a、b懸掛于天花板上，置于垂直線框平面向外的大小為B的磁場(chǎng)中，現(xiàn)用細(xì)導(dǎo)線給三角形線框通有大小為I的電流，則（）A．通電后兩繩拉力變大B．通電后兩繩拉力變小C．三角形線框安培力大小為BILD．三角形線框安培力大小為2BIL2．如圖所示的四幅圖中，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，在各導(dǎo)體棒中通有相同的電流I。則下列選項(xiàng)正確的是（）A．圖甲中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為0B．圖乙中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為C．圖丙中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為D．圖丁中導(dǎo)體棒所受的安培力大小為3．關(guān)于靜電力、安培力與洛倫茲力，下列說(shuō)法正確的是（）A．電荷放入靜電場(chǎng)中一定受靜電力，電荷放入磁場(chǎng)中不一定受洛倫茲力B．若通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力為零，該處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零C．洛倫茲力可能做功也可能不做功D．磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的方向不一定與磁場(chǎng)方向垂直4．如圖甲所示，洛倫茲力演示儀可通過(guò)改變出射電子的速度或磁感應(yīng)強(qiáng)度來(lái)觀察電子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r的變化，圖乙中通同方向穩(wěn)恒電流I后，勵(lì)磁線圈能夠在兩線圈之間產(chǎn)生與兩線圈中心的連線平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電子沿如圖丙中所示方向進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)內(nèi)沿順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)。則圖丙中（）A．磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外 B．磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里C．勵(lì)磁線圈中電流I為順時(shí)針?lè)较?D．勵(lì)磁線圈中電流I為逆時(shí)針?lè)较?．宇宙中存在大量帶電粒子，這些帶電粒子經(jīng)過(guò)地球時(shí)，地球的磁場(chǎng)使它們發(fā)生偏轉(zhuǎn)。若比荷相同的粒子均以同一速度垂直地面射入地磁場(chǎng)區(qū)域，有（）

A．從同一地點(diǎn)射入的正、負(fù)粒子，在地磁場(chǎng)的作用下偏轉(zhuǎn)方向相同B．從同一地點(diǎn)射入的正、負(fù)粒子，在地磁場(chǎng)的作用下偏轉(zhuǎn)方向相反C．在極地附近射入的粒子，受到的地磁場(chǎng)作用力更大D．在赤道附近射入的粒子，受到的地磁場(chǎng)作用力更大三、解答題1．如圖所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4m，質(zhì)量為的通電直導(dǎo)線，電流I=1A，方向垂直紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在方向豎直向上的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為B=0.4t，設(shè)t=0時(shí)B=0，g取10m/s2，請(qǐng)計(jì)算：（1）需要多長(zhǎng)時(shí)間斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？此時(shí)輕繩的拉力為多大？（2）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2.1T時(shí)，將磁場(chǎng)方向變?yōu)榇怪毙泵嫦蛏?，同時(shí)剪短輕繩，求此時(shí)導(dǎo)體棒的加速度大小。2．2023年10月在沈陽(yáng)舉行第九屆中國(guó)二次離子質(zhì)譜會(huì)議。某種質(zhì)譜儀的磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)部分如圖所示，在下方存在一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一個(gè)帶電粒子在O處以速度v垂直磁場(chǎng)邊界入射，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后落在Q處，P、O、Q、在同一直線上。已知O、Q兩點(diǎn)間的距離為d，粒子重力不計(jì)。求（1）帶電粒子帶何種電荷；（2）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（3）帶電粒子的比荷。3．如圖所示，在平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限內(nèi)存在沿軸正方向，大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一帶電粒子從軸上的（）點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與軸正方向的夾角。粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從（圖中未畫(huà)出）點(diǎn)垂直穿過(guò)軸進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡與軸交于（圖中未畫(huà)出）點(diǎn)。已知，粒子電荷量為，質(zhì)量為，重力不計(jì)。求：（1）粒子的速度大??；（2）點(diǎn)與點(diǎn)的距離。4．某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，甲部分為粒子加速器，加速電壓為；乙部分為速度選擇器，磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，兩板間距離為d，兩板間電壓為；丙為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。今有一電荷量為q的正粒子（不計(jì)重力），從靜止開(kāi)始經(jīng)加速后，該粒子恰能沿直線通過(guò)速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求：（1）粒子的比荷；（2）粒子在