1、能力素养卷 安培力与洛伦兹力 2022年高考物理二轮专题训练一、单选题1（2022安徽黄山高三期末）如图为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁感应强度可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是（）A仅减小电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变小B仅增大电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期变大C仅减小励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变小D仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期变大2（2022山西省长治市第二中学校高三期末）如图所示，P、Q是两个等量异种点电荷，MN是它们连线
2、的中垂线，在垂直纸面的方向上有磁场。如果某正电荷以初速度V0沿中垂线MN运动，不计重力，则（）A若正电荷做匀速直线运动，则所受洛伦兹力的大小不变B若正电荷做匀速直线运动，则所受洛伦兹力的大小改变C若正电荷做变速直线运动，则所受洛伦兹力的大小不变D若正电荷做变速直线运动，则所受洛伦兹力的大小改变3（2022全国高三课时练习）如图甲所示为某磁电式电流表的原理图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，一边长为L的正方形线圈处在磁场中，线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B。当通有大小为I、方向如图乙的电流时，下列说法正确的是（）A由于线圈a、b边所在的位置磁感应强度的大小都为B，则该
3、磁场为匀强磁场B穿过正方形线圈的磁通量大小为BL2C正方形线圈的左边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力D正方形线圈的右边导线受到大小为BIL、方向向上的安培力4（2021广东化州市第一中学高三期末）如图所示，一段导线abcd位于匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度相同L，且abcbcd135。流经导线的电流方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力大小和ab段受到的磁场力大小之比为 （）A3:1B（1）:1C（2）:1D（1）:25（2022四川西昌高三期末）如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在O点处有一放射源，沿半径方向射出速率为v的
4、不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则（）A带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为1B带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为1C带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为23D带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为136（2022四川阆中中学高三开学考试）如图所示，纸面内A、B两点间连接有四段导线ACB、ADB、AEB、AFB，四段导线的粗细相同、材料相同，匀强磁场垂直于纸面向里。现给MN两端加上电压，则下列说法正确的是（）A四段导线受到的安培力的方向不相同BADB段受到的安培力最大CAEB段受到的安培力最小D四段导线受到的安
5、培力的大小相等7（2017四川成都七中高三期末）如图所示，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于、，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，则磁感应强度的最小值及其方向为（重力加速度为）（）A；轴正向B；正向C；负向D；沿悬线斜向下二、多选题8（2022湖南二模）半径为R的半圆形区域内有方向垂直于纸面向外的匀强磁场。不计重力的a、b两粒子从圆周上的P点沿着半径方向射入磁场，分别从A、B两点离开磁场，运动轨迹如图所示。已知a、b两粒子进入磁场时的速率之比为1：2，AOB为直径，。下列说法正确（）Aa粒子带正电，b粒子带负电Ba、b两粒子的比荷之比为3
6、：2Ca、b两粒子在磁场中运动时间之比为2：1Da、b两粒子的轨道半径之比为1：39（2022浙江宁波市奉化区教师进修学校高三期末）研究某种射线装置的示意图如图所示。射线源发出的粒子以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的中央O点，出现一个亮点，粒子的重力不计。在板间加上垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场后，射线在板间做半径为r的圆周运动，然后打在荧光屏的P点。若在板间再加上一个竖直向下电场强度为E的匀强电场，亮点又恰好回到O点，由此可知该粒子（）A带正电B初速度为vC比荷为D增大E或B，可以让粒子向纸内偏转10（2022河南高三阶段练习）回旋加速器的工作原理如图所示，D形金属盒的半径为R，两D
7、形盒间狭缝的宽度为d，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直。D形金属盒的中心O处有一粒子源，能产生质量为m、电荷量为e的质子（H 的初速度及其所受重力均不计）， 质子在加速电压为U的电场中加速，最终从出口处射出。下列说法正确的是（）A质子在电场中运动的总时间为B质子在磁场中运动的总时间为C若仅将电压U增大，则质子从出口处射出的最大动能不变D若仅将O处的粒子源改为氘（He）核源，则氘核可获得的最大动能为11（2022江西新余高三期末）如图所示，直角三角形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为边长，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从a点分别以大小和方向不同的速度射入磁场，
8、不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A能从边界射出的粒子在磁场中的运动时间都相同B能从c点射出的粒子在磁场中运动的最长时间为C粒子沿方向射入磁场，从边界射出的圆周半径应满足D在磁场中运动时间最长的粒子对应的最大速度值为三、实验题12（2020湖北省松滋市第一中学高三阶段练习）某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和a1b1，固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。（不计金属导轨的电阻和摩擦）(1)在开关闭合后，金属棒向_（选填“左侧”或“右侧”）移动。(2)为使金属棒在离开导
9、轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A适当增加两导轨间的距离B保持两个导轨间距不变，换一根更长的金属棒C将滑动变阻器滑片向左移动D把磁铁换成磁性更强的足够大的钕铁硼磁铁其中正确的是_（填入正确选项前的字母）。(3)如果将电路中电流方向反向，磁场也反向，金属棒将会向_（选填“左侧或“右侧”）移动。13（2019上海高三专题练习）如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置一个长方体容器内部高为H、宽为L、厚为D，左右两侧等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a和b，上下两侧装有电极c和d，并经过开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的密度为将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当
10、开关S断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同当开关S闭合时，分析可知_管中的液面较高；若电路中电流表的读数为I，a、b两管中的液面高度差为，则磁感应强度B的表达式_四、解答题14（2022重庆巴蜀中学高三阶段练习）如图所示，在空间建立平面直角坐标系，空间内存在沿x轴正方向的匀强电场，空间存在匀强磁场，其磁感应强度沿x方向的分量始终为零，沿y轴正方向分量，沿z轴负方向分量。质量为m、电荷量为的粒子甲从点由静止释放；进入磁场区域后，甲粒子做半径为a的匀速圆周运动，与静止在点、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰（P点图中未画出），且有一半电量转移给了粒子乙。（不计粒子重力及碰撞后粒子之间的相互作用，忽略
11、电场、磁场变化引起的效应；最终结果可用根式表示）（1）求电场强度的大小E；（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在空间加上与空间内相同的磁场，求从两粒子碰撞到下一次相遇的时间；（3）若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开穿过平面时，撤去电场和磁场，经一段时间后，在全部区域内加上与原区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求该段时间内粒子甲运动的距离L。15（河南省洛阳市2021-2022学年高三（上）期末物理试题）如图所示，在xOy平面内有一正方形区域ABCD，A点的坐标为（0，2l），B点的坐标为（0，-2l），C点的坐标为（4l，-2l），D点的坐标为（4l，2l），该区城存在匀强磁场和匀强
12、电场，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直xOy平面向内，匀强电场的电场强度大小未知，方向沿y轴的负方向（图中均末画出）。一质量为m，电荷量为+q的粒子，从O点以某一初速度沿x轴正方向进入该区域。若撤去匀强电场，只保留匀强磁场，粒子恰好从D点离开该区域；若撤去匀强磁场，只保留匀强电场，粒子恰好从C点离开该区域。粒子的重力不计，求：（1）粒子的初速度；（2）电场强度的大小。16（2022湖北武汉高三阶段练习）如图所示，两竖直虚线MN和MN间的距离AC=d，P、Q点在直线MN上。一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力）以某一速度从A点垂直于MN射入；若两竖直虚线间的区域内只存在场强大小为E、沿竖
13、直方向的匀强电场，则该粒子将从P点离开场区，射出方向与AC的夹角叫做电偏转角，记为；若两竖直虚线间的区域内只存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场，则该粒子将从Q点离开场区，射出方向与AC的夹角叫做磁偏转角，记为。（1）若两竖直虚线间的区域内同时存在上述电场和磁场，且该粒子沿直线运动从C点离开场区；i.该粒子从A点入射的速度是多大？ii.证明电偏转角与磁偏转角满足tan=sin；（2）若，求该粒子从A点入射的速度多大时，电偏转角等于磁偏转角，即？17（2022安徽省临泉第一中学高三开学考试）如图所示，平面直角坐标系中，第象限存在沿轴负方向的匀强电场（电场强度大小未知），第象限在轴与之间的区域内存在垂直于平面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带电粒子以初速度从轴上点沿轴正方向开始运动，经过电场后从轴上的点进入磁场，粒子恰能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求：（1）画出粒子在电场、磁场中运动轨迹；（2）粒子在点速度的大小和与轴正方向夹角；（3）匀强磁场磁感应强度大小；（4）粒子在电场、磁场中运动时间。参考答案：1A2B3C4B5C6B7D8BD9AC10AC11BC12 左侧 ACD 左侧13 b 14（1）；（2）；（3）15（1）；（2）16（1）i.；ii.见解析；（2）或17（1）见解析；（2），；（3）；（4）