粵教版選擇性必修第二冊練習(xí)題

第一堂磁場.......................................................................2

1、安培力安培力的應(yīng)用.....................................................2

2、洛倫茲力..................................................................7

3、洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù).......................................................13

章末綜合檢測................................................................21

第二章電磁感應(yīng).................................................................30

1、帶電粒子在磁場、復(fù)合場中的運動..........................................30

2、感應(yīng)電流的方向..........................................................38

3、法拉第電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用..................................44

4、法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用............................................51

5、互感和自感...............................................................58

6、渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用........................................................63

章末綜合檢測................................................................68

第三章交變電流.................................................................77

1、認(rèn)識交變電流.............................................................77

2、描述交變電流的物理量....................................................82

3、變壓器...................................................................88

4、變壓器的綜合應(yīng)用........................................................94

5、遠(yuǎn)距離輸電..............................................................100

章末綜合檢測...............................................................106

第四章電磁振蕩電磁波...........................................................115

1、電磁振蕩麥克斯韋電磁場理論...........................................115

2、電磁波的發(fā)射、傳播和接收電磁波譜.....................................120

第五章傳感器..................................................................125

1、傳感器及其工作原理傳感器的應(yīng)用.......................................125

2、用傳感器制作自動控制裝置...............................................130

章末綜合檢測...............................................................135

模塊綜合檢測...................................................................142

第一章磁場

1、安培力安培力的應(yīng)用

1.關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強磁場中所受的安培力，下列說法正確的是（）

A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線

B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向

C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場方向的夾角無關(guān)

D.將直導(dǎo)線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

解析：選B由左手定則可知，安培力的方向一定與磁場方向和直導(dǎo)線垂直，選項A錯誤，B

正確；安培力的大小戶=〃咫in，與直導(dǎo)線和磁場方向的夾角有關(guān)，選項C錯誤；將直導(dǎo)線從中

點折成直角，假設(shè)原來直導(dǎo)線與磁場方向垂直，若折成直角后一段與磁場仍垂直，另一段與磁場

乎行，則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼囊话耄蝗粽鄢芍苯呛螅瑑啥味寂c磁場垂直，則安培力的大小變

為原來的平，因此安培力大小不一定是原來的一半，選項D錯誤。

2.19世紀(jì)20年代，以塞貝克（數(shù)學(xué)家）為代表的科學(xué)家已認(rèn)識到：溫度差會引起電流，安培

考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下置設(shè)：地磁場是由繞地球

的環(huán)形電流引起的。則該假設(shè)中的電流方向是（注：磁子午線是地磁場N極與S極在地球表面的

連線）（）

A.由西向東垂宜磁子午線

B.由東向西垂直磁子午線

C.由南向北沿磁子午線

D.由赤道向兩極沿磁子午線

解析：選B地磁場的N極在地理南極附近，根據(jù)安培定則，大拇指指向地磁場的N極，則

四指的繞向即為電流的方向，即安培假設(shè)中的電流方向應(yīng)該是由東向西垂直磁子午線，故B正確。

3.如圖所示，通以恒定電流/的導(dǎo)線拗’在紙面內(nèi)從a位置繞其一端“轉(zhuǎn)至6位置時，通電

導(dǎo)線所受安培力的大小變化情況是（）

A.變小B.不變

C.變大D.不能確定

XXXXX

B..b

XX

x尸石Fx」

MX^TX

解析：選B當(dāng)劭V在原位置時，安培力的大小為當(dāng)柳V,繞機端旋轉(zhuǎn)時，其大小仍是

8IL,故安培力的大小是不變的，選項B正確。

4.（2021?廣州高二檢測）如圖所示，〃是置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線，電流方向垂

直于紙面向里。在開關(guān)S接通后，導(dǎo)線〃所受磁場力的方向是（）

A.豎直向上B.豎直向下

C.水平向左D.水平向右

解析：選A在開關(guān)S接通后，線圈中電流由左側(cè)流入，由安培定則可知電磁鐵右側(cè)為N極,

改導(dǎo)線所在處的磁場方向向左，由左手定則可知，導(dǎo)線所受安培力方向豎直向上，選項A正確。

5.（2021?廣東高考）截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導(dǎo)線，長管外表面固定

著對稱分布的四根平行長直導(dǎo)線。若中心直導(dǎo)線通入電流四根平行直導(dǎo)線均通入電流乙Z.

>>E,電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是（）

解析：選C因/.?/2,則可不考慮四個邊上的直導(dǎo)線之間的相互作用；根據(jù)兩通電直導(dǎo)線

間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側(cè)的直導(dǎo)線h

要受到人吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導(dǎo)線上要受到人排斥的安培力，形成

凸形，故變形后的形狀如選項C所示。

6.如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，線圈中a、6兩條

導(dǎo)線長均為1,通以圖示方向的電流/,兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度大小均為其則（）

A.該磁場是勻強磁場

B.線圈平面總與磁場方向垂直

C.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動

D.線圈將順時針轉(zhuǎn)動

解析：選D該磁場明顯不是勻強磁場，勻強磁場的磁感線應(yīng)該是一系列方向相同的平行的

直線，故A錯誤；由題圖可知，線圈平面總與磁場方向平行，故B錯誤；由左手定則可知，a導(dǎo)

線受到的安培力向上，b導(dǎo)線受到的安培力向下，故線圈將順時針轉(zhuǎn)動，故C錯誤，D正確。

7.將一段通電直導(dǎo)線團(tuán)冗從中點8折成120°,分別放在圖甲、乙所示的勻強磁場中，導(dǎo)線

中電流大小保持不變。圖甲中導(dǎo)線所在平面與磁場的磁感線平行，圖乙中導(dǎo)線所在平面與磁場的

磁感線垂直，若兩圖中導(dǎo)線所受的安培力大小相等，則甲、乙兩圖中磁場的磁感應(yīng)強度大小之比

勃（）

甲乙

TB.呼

oJ

C亞D逑

62

解析：選B設(shè)導(dǎo)線的總長為21,通過導(dǎo)線的電流為/,題圖甲中導(dǎo)線受到的安培力大小為

笈〃+8cos60°?Z7；題醫(yī)乙中導(dǎo)線受到的安培力的大小為2員〃cos30°=小尻II,

根據(jù)題意有線屋//=,夕〃，則有￡=邛^,B正確。

8.如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連

接起來，此時臺秤讀數(shù)為￡。現(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線，電流方向如圖所示，

當(dāng)加上電流后，臺秤讀數(shù)為內(nèi)，則以下說法正確的是（）

A.FARB.F\<&

C.彈簧長度將變長D.彈簧長度將不變

解析：選A選通電導(dǎo)線為研究對象，根據(jù)左手定則判斷可知，通電導(dǎo)線所受安培力方向為

斜向右下方，根據(jù)牛頓第三定律分析得知，磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，則磁鐵將向左運

動，彈簧被壓縮，所以長度將變短，故C、D錯誤；由于磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，對

臺秤的壓力減小，則人>段故A正確，B錯誤。

9.如圖所示，在與水平方向夾角為60°的光滑金屬導(dǎo)軌間有一電源，在相距1m的平行導(dǎo)

凱上放一質(zhì)量為R=0.3kg的金屬棒&力通以從尸a、7=3A的電流，磁場方向豎直向上，這

時金屬棒恰好靜止(g=10m/s2)o求:

(1)勻強磁場磁感應(yīng)強度的大小；

(2)ab棒對導(dǎo)軌的壓力的大小。

解析：(1)金屬棒劭靜止，受力情況如圖所示，沿斜面方向受力平衡,

則有磔sin600=8〃cos60°,

口儂tan6000.3X10X\/3

解得*F---=-T^1.73To

IL=J入11

(2)根據(jù)平衡條件及牛頓第三定律得，金屬棒防對導(dǎo)軌的壓力為:

_mg0.3X10

=Av=cos600-1N=6No

2

答案：(1)1.73T(2)6N

10.電流天平是一種測量磁場力的裝置，如圖所示，兩相距很近的通電平行線圈I和II,線

圈I固定，線圈II置于天平托盤上。當(dāng)兩線圈均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正

確的是()

ZZ57-----

A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時，兩線圈電流方向相同

B.當(dāng)天平示數(shù)為正時，兩線圈電流方向相同

C.線圈I對線圈n的作用力大于線圈n對線圈【的作用力

D.線圈I對線圈II的作用力與正盤對線圈II的作用力是一對相互作用力

解析：選A裝置的構(gòu)造模型為兩個線圈和一個杠桿，當(dāng)線圈中通有同向電流時互相吸引,

通有異向電流時互相排斥，故當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時表示兩線圈互相吸引，所以為同向電流，A正確,

B錯誤；根據(jù)牛頓第三定律可知線圈I對線圈n的作用力等于線圈n對線圈I的作用力，c錯誤;

由相互作用力的特點知，線圈I對線圈n的作用力與托盤對線圈II的作用力，不是一對相互作用

力，D錯誤。

11.電磁炮是?種新式武器，其工作原理如圖所示。當(dāng)水平放置的兩光滑平行導(dǎo)軌接入電源

時，強電流從一導(dǎo)軌流出，經(jīng)滑塊（炮彈）從另一導(dǎo)軌流回時，在兩導(dǎo)軌平面間產(chǎn)生強磁場，磁感

應(yīng)強度大小與電流成正比。通有電流的炮彈在安培力的作用下加速一段距離后，會以很大的動能

射出。關(guān)于電磁炮，下列說法正確的是（不考慮滑塊移動產(chǎn)生的電動勢）（）

A.當(dāng)平行導(dǎo)軌通有如圖所示的電流時，導(dǎo)軌間的磁場方向豎直向下

B.當(dāng)回路中電流一定時，炮彈將做勻加速直線運動

C.若只將電流增大到原來的2培，則炮彈射出的動能也會增大到原來的2倍

D.若只將導(dǎo)軌長度增大到原來的2倍，則炮彈射出的動能會增大到原來的4倍

解析：選B當(dāng)平行導(dǎo)軌通有題圖所示的電流時，根據(jù)安培定則可知導(dǎo)軌間的磁場方向豎直

向上，A錯誤；當(dāng)回路中電流一定時，根據(jù)牛頓第二定律可得/安=3〃=卬熱解得炮彈加速度a

=華，所以炮彈將做勻加速直線運動，B正確；若只將電流增大到原來的2倍，磁感應(yīng)強度也變

為原來的2倍，則安培力增大到原來的4倍，根據(jù)動能定理人女工=及-0,可得炮彈射出時的動

能也會增大到原來的4倍，C錯誤；若只將導(dǎo)軌長度才增大到原來的2倍，根據(jù)動能定理"安*=

反一0,可得炮彈射出時的動能也會塢大到原來的2倍，D錯誤。

12.（2021?珠海高二檢測）如圖所示為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為r的勻質(zhì)細(xì)金屬棒

的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的絕緣彈簧相連，絕緣彈簧的勁度系數(shù)為九在矩形區(qū)域成力

內(nèi)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為笈方向垂直紙面向外。與亞V的右端AF連接的一絕緣輕指針可

指示標(biāo)尺上的示數(shù)，物，的長度大于石。當(dāng)」押中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時，桃V與矩形區(qū)

域的cd邊重合，當(dāng)拗,中有電流通過時，指針示數(shù)可表示電流的大小。重力加速度為必

（1）當(dāng)電流表示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為多少？

（2）若要電流表正常工作，.拗’的哪一端應(yīng)與電源正極相接？

⑶若A=2.0N/m,商=0.20m,商=0.05m,8=0.20T,則此電流表的量程是多少？（不

計通電時電流產(chǎn)生的磁場的作用)

(4)在(3)的條件下，若將量程擴(kuò)大為原來的2倍，磁感應(yīng)強度應(yīng)變?yōu)槎啻螅?/p>

解析：(D設(shè)電流表示數(shù)為零時：彈簧的伸長量為則有加解得Ax=#。

(2)為使電流表正常工作，作用于通有電流的金屬棒助V的安培力必須向下，由左手定則分析

知，必端應(yīng)接電源正極。

⑶設(shè)電流表滿偏時通過就V的電流為la,則有BL?~7b+儂=處方+△M

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得4x=2.5A,故電流表的量程為。?2.5A.

(4)設(shè)量程擴(kuò)大后，磁感應(yīng)強度為外，則有

2B’7rax,ab+mg=k(cb+Ax)

解得B'=0.1To

答案：(1注⑵材端⑶0?2.5A(4)0.1T

2、洛倫茲力

1.(多選)下列說法中正確的是￡)

A.運動電荷不受洛倫茲力的地方一定沒有磁場

B.運動電荷受到的洛倫茲力方向既與其運動方向垂直，又與磁感線方向垂直

C.帶電荷量為。的電荷，在磁場中運動速度大小不變，則所受洛倫茲力大小一定不變

D.洛倫茲力對運動電荷不做功

解析：選BD運動電荷的速度方向跟磁場方向平行時，不受洛倫茲力作用，故A錯誤；由左

手定則可知洛倫茲力垂直于速度方向與磁場方向所決定的平面，故B正確：帶電荷量為。的電荷,

在磁場中受到的洛倫茲力為F=/力sin。，運動速度不變，若8的大小或“發(fā)生變化，則電荷所

受洛倫茲力大小發(fā)生變化，故C錯誤；洛倫茲力只改變運動電荷速度的方向，不改變速度的大小,

對運動電荷不做功，故D正確。

2.關(guān)于靜電力、安培力與洛倫茲力，下列說法正確的是()

A.電荷放入靜電場中一定會受靜電力，靜電力的方向與該處電場強度的方向相同

B.通電導(dǎo)線放入磁場中一定受安培力，安培力的方向與該處磁場方向垂直

C.電荷放入磁場中就會受到洛哈茲力，洛倫茲力的方向與該處磁場方向垂直

D.當(dāng)電荷的速度方向與磁場方向垂直時受到的洛倫茲力最大，方向與磁場方向垂直

解析：選D電荷放入靜電場中一定會受靜電力，正電荷受到的靜電力的方向與該處電場強

度的方向相同，負(fù)電荷受到的靜電力的方向與該處電場強度的方向相反，故A錯誤；通電導(dǎo)線放

入磁場中不一定受安培力，例如電流方向與磁場方向平行時不受安培力，故B錯誤；靜止的電荷

放入磁場中不受洛倫茲力，運動電荷的速度方向與磁感線平行時也不受洛倫茲力，故C錯誤；當(dāng)

電荷的速度方向與磁場方向垂直時受到的洛倫茲力最大，即/'=/右方向與磁場方向垂直，故D

正確。

3.在磁場中有如圖所示的甲、乙兩個運動電荷，甲運動方向與磁場方向垂直，乙運動方向與

磁場方向平行，則（）

乙

A.甲、乙都受洛倫茲力作用

B.甲、乙都不受洛倫茲力作用

C.只有甲受洛倫茲力作用

D.只有乙受洛倫茲力作用

解析：選C電荷在磁場中運動，當(dāng)電荷速度方向與磁場方向平行時，電荷所受洛倫茲力為

零，當(dāng)電荷速度方向與磁場方向垂直時，電荷所受洛倫茲力最大，故只有甲電荷受洛倫茲力作用，

選項C正確。

4.（多選）如圖所示，一陰極射線管左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線

四時，發(fā)現(xiàn)射線的運動軌跡向下彎曲，則（）

~.........I）

A------------------------B

A.導(dǎo)線中的電流方向為從1到4

B.導(dǎo)線中的電流方向為從8到力

C.要使電子束的徑跡向上彎曲，可以通過改變中的電流方向來實現(xiàn)

D.電子束的運動軌跡與48中的電流方向無關(guān)

解析：選BC電子在通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中運動，無論直導(dǎo)線中的電流方向如何，電子的

運動方向都和磁感應(yīng)強度的方向垂直。根據(jù)左手定則，由于是負(fù)電荷，四指應(yīng)指向左方，根據(jù)電

子的偏轉(zhuǎn)方向可以確定磁感應(yīng)強度的方向為垂直紙面向里。根據(jù)安培定則，導(dǎo)線中的電流方向為

從4到人如果導(dǎo)線中的電流反向，則其產(chǎn)生的磁場方向也相反，會影響到電子的偏轉(zhuǎn)方向，故

選項B、C正確，A、D錯誤。

5.初速度為由的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始

運動方向如圖所示，則（）

A.電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變

B.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變

C.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變

D.電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變

1%

~e

左右

解析：選A由右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在電子一側(cè)的方向垂直紙面向里，

再由左手定則判斷電子在該磁場中受洛倫茲力方向向右，故電子向右偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力不做功，即

電子速率不變，選項A正確。

6.在長直通電螺線管中通入變化的電流〃如圖所示電流的方向周期性改變），并沿著其中心

軸線的方向射入一顆速度為了的電子，則此電子在螺線管內(nèi)部空間運動的情況是（）

A.勻速直線運動B.來回往復(fù)運動

C.變速直線運動D.曲線運動

解析：選A通電螺線管內(nèi)部的磁場方向與軸線平行，故電子進(jìn)入螺線管后不受洛倫茲力，

應(yīng)做勻速直線運動。

7.如圖，一束負(fù)離子從S點沿水平方向射出，在沒有電、磁場時恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)

原點Ox若同時加上電場和磁場后，負(fù)離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第III象限中，則所加電

場ZT和磁場《的方向可能是（不計離子重力及相互作用力）（）

//L.——i/1

A.￡向上，8向上B.￡向下，8向下

C.￡向上，8向下D.￡向下，4向上

解析：選A由題意可知，負(fù)離子在電場中受力應(yīng)向下，故電場方向應(yīng)向上；而負(fù)離子在磁

場作用下向左偏轉(zhuǎn)，故說明洛倫茲力向左，由左手定則可知，8應(yīng)向上，故A正確。

8.（多選）如圖甲所示，某空間存在著足夠大的勻強磁場，磁場沿水平方向。磁場中有人B

兩個物塊疊放在一起，置于光滑水平面上。物塊力帶正電荷，物塊8不帶電且表面絕緣。在t=0

時刻，水平恒力產(chǎn)作用在物塊8上，物塊/、8由靜止開始做加速度相同的運動。在物塊/、B一

起運動的過程中，圖乙反映的可能是（）

B.物塊力對物塊4的摩擦力大小隨時間E變化的關(guān)系

C.物塊力對物塊8的壓力大小隨時間f變化的關(guān)系

D.物塊6對地面壓力大小隨時間［變化的關(guān)系

解析：選CD物塊力受到的洛倫茲力尸洛=q詔￡=0時，F(xiàn)A=O,選項A錯誤；物塊

力對夕的摩擦力大小/^^出，所以f隨時間看的變化保持不變，選項B錯誤；力對8的壓力品=

小時qvB=m吠qBat,選項C正確：8對地面的壓力￡訪=（屈+加34■海￡,選項D正確。

9.如圖所示，質(zhì)量為勿的帶正電荷小球能沿著絕緣墻面豎直下滑，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大

小為以方向垂直紙面向外。若小球帶電荷量為Q,球與墻面間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度

為g,則小球下滑的最大速度和最大加速度分別是多少？

解析：當(dāng)小球剛開始下滑時有最大加速度，即々=0當(dāng)小球的加速度為。時有最大速度，即

昭二〃尸洛，F(xiàn)浴=qvB,解得丫=^^

儂

答案:

uqB

10.顯像管原理的示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場時，電子束將打在熒光屏正中的。點，安裝

在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向，

若使高速電子流打在熒光屏上的位置由6點逐漸移動到a點，下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上

述偏轉(zhuǎn)的是（）

解析：選C高速電子流打在熒光屏上的位置由〃點逐漸移動到a點，根據(jù)左手定則可知,

磁場的方向開始時垂直紙面向里，方向為正，且逐漸減弱，后來電子又向上偏轉(zhuǎn)，磁場方向垂直

紙面向外，方向為負(fù)，且逐漸增強，故C項正確。

11.（2021?茂名高二檢測）如圖所示，一質(zhì)量為小電荷量為q的帶正電荷絕緣物塊位于高

度略大于物塊高度的水平寬敞絕緣隧道中，隧道足夠長，物塊上、下表面與隧道上、下表面間的

動摩擦因數(shù)均為〃，整個空間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為0的勻強磁場。現(xiàn)給物塊水平向

右的初速度如空氣阻力忽略不計，物塊電荷量不變，則物塊（）

XXXXXXX

?//(〃/,/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/.上表面

xm您xxxxx

/力〃/〉〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/〃〃〃〃〃?下表面

XXXXXXX

A.一定做勻速直線運動B.一定做減速運動

C.可能先減速后勻速運動D,可能加速運動

解析：選C根據(jù)左手定則可知物塊受到的洛倫茲力方向向上，如果洛倫茲力等于重力，則

物塊做勻速直線運動；如果洛倫茲力小于重力，物塊與隧道下表面間存在摩擦力，物塊做減速運

動：如果洛倫茲力大于重力，物塊與隧道上表面間存在摩擦力，做減速運動，當(dāng)減速到洛倫茲力

等于重力時做勻速運動，故選項C正確。

12.（多選）如圖所示，絕緣容器內(nèi)部為長方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶液，容器上、

下端裝有銷電極力和C,置于與容器表面垂直的勻強磁場中，開關(guān)K閉合前容器兩側(cè)只。兩管中

液面等高，閉合開關(guān)后（）

A.必處鈉離子濃度大于N處鈉離子濃度

B.川處電勢高于處電勢

C.M處電勢高于及處電勢

D.尸管中液面高于0管中液面

解析：選AD根據(jù)左手定則可知，鈉離子在洛倫茲力作用下，向M處偏轉(zhuǎn)，因此J/處鈉離子

濃度大于N處鈉離子濃度，故A正確；依據(jù)正離子的定向移動方向與電流方向相同，而負(fù)離子移

動方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則可知，正、負(fù)離子均偏向同一方向，因此風(fēng)A，兩處電勢

相等，故B、C錯誤；當(dāng)開關(guān)閉合時，液體中有從力到C方向的電流，根據(jù)左手定則可知，液體

將受到指向."的安培力作用，因此P端的液面將比0端的高，故D正確。

13.如圖所示，來自太陽和其他星體的宇宙射線含有大量高能帶電粒子，幸好由于地磁場的

存在而改變了這些帶電粒子的運動方向，使很多帶電粒子不能到達(dá)地面，避免了其對地面上生命

的危害。已知北京上空某處由南指向北的磁感應(yīng)強度為1.2X10^。如果有一速率=5.0X105

m/s、電荷量q=1.6X10C的質(zhì)子豎直向下運動穿過此處的地磁場。

(1)此時該質(zhì)子受到的洛倫茲力是多大？向哪個方向偏轉(zhuǎn)？

(2)在地球兩極處地磁場方向可近似認(rèn)為垂直于地面，在赤道處地磁場方向可近似認(rèn)為由地

理南極指向地理北極。那么，地球兩極處和赤道處相比，哪個區(qū)域地磁場對高能帶電粒子的阻擋

效果更好？為什么？

宇由射線

解析：(1)已知質(zhì)子運動方向與地磁場方向垂直，根據(jù)洛倫茲力計算公式，得F=qvB=\^

-195-18

X10X5.0X10X1.2X10-*N=9,6X10NO

根據(jù)左手定則可知，質(zhì)子受到的洛倫茲力由西向東，因此質(zhì)子向東，扁轉(zhuǎn)。

(2)赤道處阻擋效果更好。由于地球兩極處地磁場可近似認(rèn)為垂直二地面，因此帶電粒子的

運動方向與兩極處的地磁場方向平行，在地球兩極處不受洛倫茲力，該區(qū)域地磁場對宇宙射線的

阻擋效果較弱。而在赤道處，地磁場的方向由地理南極指向地理北極，帶電粒子運動方向與地磁

場方向垂直，帶電粒子受到了洛倫茲力的作用而偏轉(zhuǎn)，所以該區(qū)域地磁場對宇宙射線的阻擋效果

更好。

答案：(D9.6X10EN向東偏轉(zhuǎn)(2)見解析

3、洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)

1.如圖所示是速度選擇器的原理圖，已知電場強度為反磁感應(yīng)強度為8并相互垂直分布,

某一帶電粒子（重力不計）沿圖中虛線水平通過。則該帶電粒子（）

A.一定帶正電荷

B.速度大小為之

C.可能沿Q戶方向運動

E

D.若沿N方向運動的速度大于0將一定向下極板偏轉(zhuǎn)

解析：選B粒子從左射入時，不論帶正電荷還是負(fù)電荷，電場力大小為處；洛倫茲力大小

E

為尸=/歸=出兩個力平衡，可得速度-0粒子做勻速直線運動，故A錯誤，B正確；此粒子

從右端沿虛線方向進(jìn)入時，電場力與洛倫茲力在同一方向，不能做直線運動，故C錯誤；若速度

則粒子受到的洛倫茲力大于電場力，使粒子偏轉(zhuǎn)，只有當(dāng)粒子帶負(fù)電荷時粒子向下偏轉(zhuǎn)，

故D錯誤。

2.質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子。和0（均不計重力），以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻

強磁場，運動軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是（）

XXXX

Bp

xQxx-Jx

廣…、\

乂X[XX

A.粒子夕帶正電，粒子0帶負(fù)電

B.粒子P在磁場中運動的速率大于。的速率

C.洛倫茲力對粒子尸做負(fù)功、對粒子0做正功

D.粒子。在磁場中運動的時間大于粒子0運動的時間

解析：選B由左手定則知尸帶負(fù)電，0帶正電，A錯誤；由■得4%可見速率大

的粒子做圓周運動的半徑較大，故尸的速率大于0的速率，B正確；洛倫茲力的方向與粒子瞬時

速度的方向總是垂直，故洛倫茲力不做功，C錯誤；粒子做圓周運動的周期/=筆，可見周期

Qo

與粒子的運動速率無關(guān)，兩粒子做圓周運動的周期相等，又兩粒子轉(zhuǎn)過的圓心角相等，故尸的運

動時間等于0的運動時間，D錯誤。

3.如圖所示，一束正離子先后經(jīng)過速度選擇器和勻強磁場區(qū)域，不計離子的重力，則在速度

選擇器中沿直線運動，且在勻強磁場中偏轉(zhuǎn)半徑又相等的離子具有相同的（）

A.電荷量和質(zhì)量B.質(zhì)量和動能

C.速度和比荷D.速度和質(zhì)量

解析：選C在速度選擇器中，離子不偏轉(zhuǎn)，說明離子受力平衡，在速度選擇器中，離子受

E

電場力和洛倫茲力，則q、R=qE,得v=~,可知這些正離子具有相同的速度；進(jìn)入只有勻強磁

D\

mvF

場的區(qū)域時，偏轉(zhuǎn)半徑相等，由片下和二不，可知這些正離子具有相同的比荷。故選項C正

確。

4.如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置，其核心部分是兩

個D形金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。下列說法正確的是（）

A.粒子從磁場中獲得能量

B.粒子被電場加速后，運動越來越快，走過半圓的時間越來越短

C.D形盒的半徑斤越大，粒子離開回旋加速器時最大動能越小

D.粒子第2次和第3次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為明：小

解析：選D帶電粒子從電場中獲得能量，不是從磁場中，故A錯誤；根據(jù)周期公式『=當(dāng),

QB

走過半圓所用時間￡=干，與速率無關(guān)，故B錯誤；根據(jù)半徑公式r=%,r=—,則粒子的

QDQDID

最大動能笈=%^2=啜，與加速的電壓無關(guān)，與D形盒的半徑以及磁感應(yīng)強度有關(guān)，D形盒的

半徑斤越大，粒子加速所能獲得的最大動能越大，故C錯誤；只有電場力做功，粒子第2次和第

3次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后的動能之比是2：3,所以速度之比是位：木,根據(jù)不=薩，軌道

半徑之比為、「：/，故D正確。

5.質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子比荷和分析同位素的重要儀器。圖中的鉛盒A中的放射源放出

大量的帶正電粒子（可認(rèn)為初速度為零），從狹縫S進(jìn)入電壓為〃的加速電場區(qū)加速后，再通過狹

縫￡從小孔G垂直于覷V.射入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是邊界與直線相切，磁感應(yīng)強度為反方

向垂直于紙面向外，半徑為斤的圓形勻強磁場。現(xiàn)在助V上的分點（圖中未畫出）接收到該粒子，

且心=小凡則該粒子的比荷為（粒子的重力忽略不計）（）

4

7

B.2

D.

7

選C設(shè)粒子被加速后獲得的速度為％由動能定理有咒據(jù)題意，畫出粒子偏轉(zhuǎn)磁

場中的運動軌跡如圖所示（若粒子帶正電），由幾何關(guān)系知，粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道

半徑r=雪&又qvB=nr~,可求9=黑，選項C正確。

3rmRB

6.如圖，半徑為d的圓形區(qū)域自有磁感應(yīng)強度為4的勻強磁場，磁場垂直圓所在的平面。一

帶電荷量為Q、質(zhì)量為勿的帶電粒子從圓周上a點對準(zhǔn)圓心0點射入磁場，從力點射出，若。=

60°,則帶電粒子射入磁場時的速度大小為（）

H、a

X?xX

…

X木

XX

XX

qBdD季qBd

A.D.

m

c2qBd

m

解析：選B如圖所示，根據(jù)幾何知識可知，粒子運動的軌跡半徑為二="-tan60°=小&

因為粒子受到的洛倫茲力提供向心力，有〃Q.所以粒子射入磁場時的速度大小為一嚕=

我絲，選項B正確。

m

7.(多選)帶電量相同，質(zhì)量不同的粒子從容器4下方的小孔S飄入電勢差為〃的加速電場,

其初速度幾乎為零。然后經(jīng)過￡沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強度為一的勻強磁場中，最后

打在照相底片，上，如圖所示。運動過程中粒子之間的相互作用忽略不計，下列說法正確的是

()

A.這些粒子經(jīng)過￡時的動能相同

B.這些粒子經(jīng)過￡時的速率相同

C.這些粒子在磁場中運動的軌道半徑與質(zhì)量成正比

D.這些粒子在磁場中運動的時間與質(zhì)量成正比

解析：選AD帶電粒子在電場中加速，由動能定理得：qU=*解得經(jīng)過￡時的速率為了

='伶，經(jīng)過S時的動能為6=q〃，可知這些粒子經(jīng)過￡時的速率不一定相同，但動能一定

相等，故A正確，B錯誤；粒子在磁場中運動的軌道半徑為r=粉%八/弓，這些粒子在磁場

中運動的軌跡圓半徑與成正比，故C錯誤；粒子在磁場中運動的時間為t=?林,所以這

些粒子在磁場中運動的時間與質(zhì)量成正比，故D正確。

8.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示。它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩

盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強電場，使帶電粒子每次通過

窄縫都得到加速。兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動,

通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出。如果用同一回

旋加速器分別加速狄核（海）和a粒子GHe）,比較它們所加的高頻交流目源的周期和獲得的最大

動能的大小，有（）

A.加速免核的交流電源的周期較大,僦核獲得的最大動能也較大

B.加速瓶核的交流電源的周期較大，負(fù)核獲得的最大動能較小

C.加速汽核的交流電源的周期較小，瓶核獲得的最大動能也較小

D.加速福;核的交流電源的周期較小,瓶核獲得的最大動能較大

解析：選B帶電粒子在磁場中運動的周期與交流電源的周期相同’根據(jù)T=畏,因負(fù)核

11H）的質(zhì)量與電荷量的比值大于a粒子CHe）,所以瓶核在磁場中運動的周期大，則加速負(fù)核的

交流電源的周期較大。根據(jù)得，最大速度。=迺，則最大動能.〈病=嚕,已知

Q11

氨核的質(zhì)量是a粒子的Q僦核的電荷量是a粒子的亨則僦核的最大動能是a粒子的不即負(fù)核

的最大動能較小。故B正確。

9.如圖所示，空間存在一方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強度為夕的正方形勻強磁場區(qū)域，一電荷

量為一。的粒子（不計重力）從力點沿力6方向以速度夕射入磁場，粒子從/邊上的E點離開磁場,

且AE=2BE=2do求：

B

叫

Ai

D

（1）磁場的方向;

（2）帶電粒子的質(zhì)量及其在磁場區(qū)域的運動時間。

解析?：（1）粒子沿圓弧/!￡運動，根據(jù)左手定則，從帶電粒子所受洛倫茲力的方向可判斷出磁

場的方向垂直紙面向里。

（2）如圖所示，連接45；作線段的中垂線，交力〃的延長線于。點，。即為圓心，。為弦

切角，的AE=2BE=2d,所以a=30°；〃為圓弧軌跡的圓心角，。=2。=60°。△力優(yōu)為等邊

三角形，R=2d,由得，m=^^；所以粒子在磁場區(qū)域的運動時間t

T2nd

=6=^7°

答案：（1）垂直紙面向里（2）卓等

10.質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計，是分離和檢測不同同位素的儀器“某質(zhì)譜儀的原理圖加圖所示，速

度選擇器中勻強電場的電場強度大小為反勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為力偏轉(zhuǎn)磁場（勻強磁場）

的磁感應(yīng)強度大小為員。一電荷量為g的粒子在加速電場中由靜止加速后進(jìn)入速度選擇器，恰好

能從速度選擇器進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場做半徑為#的勻速圓周運動。粒子重力不計，空氣阻力不計。該粒

子的質(zhì)量為（）

,qRB,RqRB、R

A?-T

qM型

B>EBiE

解析?：選A在速度選擇器中做勻速直線運動的粒子能進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，由平衡條件得,方=

Ev

qE,粒子速度r=-,粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得°出=行，解得m

隼士選項A正確。

11.如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒,

在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻交流電源相連。帶電粒子在磁場

中運動的動能及隨時間1的變化規(guī)律如圖乙所示。忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判

斷中正確的是（）

A.在A?￡圖像中應(yīng)有冰叁一派ti-t\

B.加速電壓越大，粒子最后獲得的動能就越大

C.粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大

D.要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的面積

解析：選D帶電粒子在勻強磁場中的回旋周期與速度大小無關(guān)，因此在￡L-t圖中應(yīng)有我

—6=t3—t2=ti—ti,A錯誤；加速電壓越小，粒子加速次數(shù)就越多，由粒子做圓周運動的半徑r

=今=4孚可知瓦=半，即粒子獲得的最大動能決定于D形盒的半徑，與加速電壓和加速次

QDqB，勿

數(shù)無關(guān)，故D形盒的面積增加時半徑增大，粒子的最大動能增大，故B、C錯誤，D正確。

12.如圖所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間

開有一小孔&在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為8,方向垂直紙面向里，

在樂力兩板間還存在著勻強電場及從兩板左側(cè)中點c處射入一束正離子（不計重力），這些正離

子都沿直線運動到右側(cè)，從d孔射出后分成3束。則下列判斷正確的是（）

A.這三束正離子的速度一定不相同

B.這三束正離子的質(zhì)量一定不相同

C.這三束正離子的電荷量一定不相同

D.這三束正離子的比荷一定不相同

E

解析：選D帶電粒子在金屬板中做直線運動，受力平衡qvB=Eq，片方表明帶電粒子的

速度一定相等，而正離子的帶電荷宣質(zhì)量的關(guān)系均無法確定；在磁場中1而由于帶電粒子

的速度大小和磁場的磁感應(yīng)強度相同，而運動半徑不同，所以比荷一定不同，D項正確。

13.質(zhì)量為加、電荷量為g的帶負(fù)電粒子自靜止開始，經(jīng)風(fēng)N板間的電場加速后，從力點垂

直于磁場邊界射入寬度為4的勻強磁場中，該粒子離開磁場時的位置夕偏離入射方向的距離為￡,

如圖所示。已知MN兩板間的電壓為八粒子的重力不計。

nXXX

ux!

XXQ

--x:

-「

-XXT

x:M

N-X?XX

XXXx:

xt

（1）正確畫出粒子由靜止開始至離開勻強磁場時的軌跡圖（用直尺和圓規(guī)規(guī)范作圖）;

（2）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度仇

解析：（D作出粒子經(jīng)過電場和磁場的運動軌跡圖如圖所示。

（2）設(shè)粒子在MN兩板間經(jīng)電場加速后獲得的速度為日由動能定理得：qU=Jm/①

粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動，設(shè)其半徑為八則:

v

qvB=nr^)

由幾何關(guān)系得：產(chǎn)=（r一￡）2+）③

9/

聯(lián)立①?③式解得：8=5孑

2/

答案：（D見解析圖（2）下禽

章末綜合檢測

（本試卷滿分：100分）

一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的）

1.（2021年1月新高考8省聯(lián)考?湖北卷）一長為L的直導(dǎo)線置于磁感應(yīng)強度大小為8的勻

強磁場中，導(dǎo)線中的電流為乙下列說法正確的是（）

A.通電直導(dǎo)線受到安培力的大小為〃6

B.無論通電直導(dǎo)線如何放置.，它都將受到安培力

C.通電直導(dǎo)線所受安培力的