新教材2021-2022人教版物理选择性必修第二册章末检测：第一章　安培力与洛伦兹力含解析

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章末综合检测( 一 )　安培力与洛伦兹力
(时间：90 分钟　满分：100 分)
一、选择题(本题共 12 小题，共 40 分。第 1～8小题，在每小题给出的四个选项中，只
有一项符合题目要求，每小题 3分；第 9～12 小题有多项符合题目要求，每小题 4分，全
部选对的得 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0分)
1．如图所示，AC 是一个用导线弯成的半径为 R、以 O为圆心的四分
之一圆弧，将其放置在与平面 AOC 垂直的磁感应强度为 B的匀强磁场中。
当在该导线中通以方向由 A到C、大小为 I的恒定电流时，该导线受到的安
培力的大小和方向是(　　)
A．，垂直 AC 的连线指向右上方
B．，垂直 AC 的连线指向左下方
C．BIR，垂直 AC 的连线指向右上方
D．BIR，垂直 AC 的连线指向左下方
解析：选C　A到C四分之一圆弧通过电流 I可以等效为长度为 R的通电导线，根据
左手定则判断安培力的方向为垂直 AC 的连线指向右上方，且安培力的大小 F＝BIl＝
BIR，故 C项正确。
2．如图所示，一束电子沿某坐标轴运动，在 x轴上的 A点处产生的磁
场方向沿 z轴正方向，则该束电子的运动方向是(　　)
A．z轴正方向　　　 B．z轴负方向
C．y轴正方向 D．y轴负方向
解析：选C　根据右手螺旋定则，可知电流沿 y轴负方向，则电子沿 y轴正方向运动，
C正确。
3．一根无限长的通电直导线旁放一通电正方形线框，电流方向如图
所示。直导线和线框在同一平面内，线框在通电直导线的磁场力作用下将
会(　　)
A．静止不动 B．向右平移
C．向左平移 D．向下平移
解析：选B　直导线中的电流方向由上向下，根据安培定则可知，导线右侧区域磁感
应强度向外。根据左手定则可知线框左边受向右的安培力，右边受到向左的安培力，上边
受到向下的安培力，下边受到向上的安培力。离通电导线越远的位置，磁感应强度越小。
故根据安培力公式 F＝BIl，左边受到的安培力大于右边受到的安培力，上边受到的安培力
等于下边受到的安培力，线框将向右运动，B正确。
4．如图所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位
于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从
正方形中心 O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
解析：选B　根据通电直导线产生的磁场的特点和安培定则可知，b、d两导线在 O点
产生的磁场大小相等，方向相反，a、c两导线在 O点产生的磁场的方向均向左，故 O点的
合磁场方向向左。带正电的粒子沿垂直于纸面的方向向外运动，根据左手定则可判断出带
电粒子受到的洛伦兹力向下，选项 B正确。
5．如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为
l，劲度系数为 k的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒 ab 相连，弹
簧与导轨平面平行并与 ab 垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存
在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场。闭合开关 K后，导体棒中的电流为
I，导体棒平衡时，弹簧伸长量为 x1；调转图中电源极性使棒中电流反向 ，
导体棒中电流仍为 I，导体棒平衡时弹簧伸长量为 x2，忽略回路中电流产生的磁场，弹簧
形变均在弹性限度内，则磁感应强度 B的大小为(　　)
A．(x2－x1) B．(x2－x1)
C．(x2＋x1) D．(x2＋x1)
解析：选A　设斜面的倾斜角是 α，当弹簧伸长量为 x1时，直导体棒所受安培力沿斜
面向上，根据平衡条件知沿斜面方向，有 mgsin α＝kx1＋BIl；电流反向后，当弹簧伸长量
为x2时，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件知沿斜面方向，有 mgsin α＋BIl＝
kx2，联立两式得 B＝(x2－x1)，A正确。
6．如图所示，两个单匝线圈 a、b的半径分别为 r和2r。圆形匀强磁场 B
的边缘恰好与 a线圈重合，则穿过 a、b两线圈的磁通量之比为(　　)
A．1∶1　　　　　　　　 B．1∶2
C．1∶4 D．4∶1
解析：选A　由题图可知，穿过 a、b两个线圈的磁通量均为 Φ＝BS＝B·πr2，因此磁
通量之比为 1∶1，A项正确。
7．如图，边长为 l的正方形 abcd 内存在匀强磁场，磁感应强度大小
为B，方向垂直于纸面(abcd 所在平面)向外。ab 边中点有一电子发射源
O，可向磁场内沿垂直于 ab 边的方向发射电子。已知电子的比荷为 k。则
从a、d两点射出的电子的速度大小分别为(　　)
A．kBl，kBl B．kBl，kBl
C．kBl，kBl D．kBl，kBl
解析：选B　若电子从 a点射出，运动轨迹如图线①所示，
有qvaB＝m，Ra＝，解得 va＝＝＝；若电子从 d点射出，运动轨迹如图线②所示，有
qvdB＝m，Rd2＝2＋l2，解得 vd＝＝＝。选项 B正确。
8．如图所示，直线 MN 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子 1从
磁场边界上的 a点垂直 MN 和磁场方向射入磁场，经 t1时间从 b点离开磁
场。之后电子 2也由 a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，
经t2时间从 a、b连线的中点 c离开磁场，则 t1∶t2为(　　)
A．2∶3 B．2∶1
C．3∶2 D．3∶1
解析：选D　两电子在磁场中均做匀速圆周运动，根据题意画出电子 2
的运动轨迹，如图所示，电子 1垂直 MN 射入磁场，从 b点离开，则运动了
半个圆周，ab 即为电子 1的运动轨迹的直径，c点为圆心。电子 2以相同速
率射入磁场，经 t2时间从 a、b连线的中点 c离开磁场，根据 r＝可知，电子 1和2的轨迹半
径相等，根据几何关系可知，电子 2在磁场中转过的圆心角为 60°，所以电子 1在磁场中运
动的时间 t1＝＝，电子 2在磁场中运动的时间 t2＝＝，所以 t1∶t2＝3∶1，故 D正确。
9．某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包
线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金
属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连
接后线圈能连续转动起来，该同学应将(　　)
A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉
B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉
C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉
解析：选AD　装置平面示意图如图所示。磁感线方向向上，若形成通
路，线圈下边导线中电流方向向左，导线受到垂直纸面向里的安培力，同理 ，
上边导线中电流方向向右，导线受到的安培力垂直纸面向外，使线圈转动。
当线圈上边导线转到下边时，若仍通路，线圈上、下边中电流方向与图示方向相比均反向
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