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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
4．如图所示是一速度选择器，当粒子速度满足v0＝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（　　）
A．粒子射入的速度一定是v>
B．粒子射入的速度可能是v<
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，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 ，则粒子在磁场中运动的最短时间为（　　）
A． B． C． D．
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 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，则圆环受到的安培力大小为（　　）
A．F B． F C． F D． F
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 .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
C．到再次经过x轴进入上方磁场所需的时间为
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，在平面内，从原点处与轴正方向成角（），以速率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，越大，则粒子在磁场中运动的时间越长
B．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的角速度变大
C．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
D．若一定，越大，则粒子离开磁场的位置距点越近
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，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、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（和未知），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以初速度沿方向入射，不计粒子重力。
（1）若粒子从时刻入射，在的某时刻从点射出磁场，求大小；
（2）若，在的区域施加一个沿方向的匀强电场，粒子在时刻入射，将在时刻沿方向进入电场，并最终从沿方向离开磁场，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=2103a的电流，导体棒ab向右运动的加速度为5104m/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？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
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 电流 导线
14．
15．
16． gsinθ
17． 5
18． ;由左手定则可判断安培力的方向向上
19．（1）；（2）
20．（1）；（2）
21．（1）；垂直导轨平面向下；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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