高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第一章 安培力与洛伦兹力综合与测试导学案及答案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第一章 安培力与洛伦兹力综合与测试导学案及答案，共11页。学案主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.(2019·张家口市高二上期末)如图1所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反、大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内．下列说法正确的是( )
图1
A．a点的磁感应强度一定为零
B．b点的磁感应强度一定为零
C．ef导线受到的安培力方向向右
D．cd导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向外
答案 C
解析 根据安培定则可知，通电导线cd在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，通电导线ef在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，cd、ef中通有方向相反、大小相等的电流，但a点离cd较近，故a点的磁场方向垂直纸面向里，故a点的磁感应强度一定不为零，故A、D错误；根据安培定则可知，通电导线ef和cd在b点产生的磁场方向相同，均为垂直纸面向外，所以b点的磁场方向垂直纸面向外，故b点的磁感应强度一定不为零，故B错误；根据左手定则可判断，ef导线受到的安培力方向向右，故C正确．
2.(2020·哈师大附中期末)如图2所示，折导线abc中ab和bc长度均为L，置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直，在导线abc中通有电流I，则导线所受安培力的大小为( )
图2
A.eq \r(3)BIL B.eq \f(3,2)BIL
C．(1＋eq \f(\r(3),2))BIL D.eq \f(3,4)BIL
答案 A
解析 导线两端点a、c连线长度为d＝eq \r(3)L，根据安培力公式可知导线受到的安培力大小为BId＝eq \r(3)BIL，选项A对．
3.(2018·海南卷)如图3所示，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，通过电流I的金属细杆水平静止在斜面上．若电流变为0.5I，磁感应强度大小变为3B，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将( )
图3
A．沿斜面加速上滑 B．沿斜面加速下滑
C．沿斜面匀速上滑 D．仍静止在斜面上
答案 A
解析 开始时F安＝BIl＝mgsin θ，改变后F安′＝1.5BIl>mgsin θ，则金属杆将沿斜面向上加速运动．
4.如图4所示，弧ADC是四分之一圆弧，O为圆心，D为弧AC中点，A、D、C处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小相等，A、C两处电流垂直纸面向里，D处电流垂直纸面向外，整个空间再加一个大小为B的匀强磁场，O处的磁感应强度刚好为零．如果将D处电流反向，其他条件都不变，则O处的磁感应强度大小为( )
图4
A．(3＋2eq \r(2))B B．2(eq \r(2)＋1)B
C．2B D．0
答案 B
解析 设A、D、C处的电流在O点产生的磁场的磁感应强度大小均为B0，则对O点的磁场：eq \r(B\\al(02)＋B\\al(02))＝B＋B0，即B＝(eq \r(2)－1)B0，B的方向沿左上方45°的方向；如果将D处电流反向，则O处磁场的磁感应强度大小为eq \r(B\\al(02)＋B\\al(02))＋B0－B＝2(eq \r(2)＋1)B，故B正确．
5．(2016·全国卷Ⅰ)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图5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倍．此离子和质子的质量比约为( )
图5
A．11 B．12 C．121 D．144
答案 D
解析 设质子的质量和电荷量分别为m1、q1，一价正离子的质量和电荷量分别为m2、q2.对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得
qU＝eq \f(1,2)mv2－0，得v＝eq \r(\f(2qU,m))①
在磁场中qvB＝meq \f(v2,r)②
由①②式联立得m＝eq \f(B2r2q,2U)，由题意知，两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，加速电压U不变，其中B2＝12B1，q1＝q2，可得eq \f(m2,m1)＝eq \f(B\\al(22),B\\al(12))＝144，故选项D正确．
6.如图6所示，在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里．现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v0水平抛出，小球着地时的速率为v1，在空中的飞行时间为t1.若将磁场撤除，其他条件均不变，那么小球着地时的速率为v2，在空中飞行的时间为t2.小球所受空气阻力可忽略不计，则关于v1和v2、t1和t2的大小比较，以下判断正确的是( )
图6
A．v1>v2，t1>t2 B．v1