2024-2025学年人教版（2019）选择性必修二精选训练题集
第一章 安培力与洛伦兹力（含解析）
1.如图，用粗细均匀的电阻丝折成边长为L的平面等边三角形框架，每个边长L的电阻均为r，三角形框架的两个顶点与一电动势为E、内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则三角形框架受到的安培力的合力大小为( )
A.0 B. C. D.
2.如图所示，一根“L”形导线，边长分别为，，置于与其所在平面平行、且与边垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。当导线中通以电流I时，该“L”形通电导线受到的安培力大小为( )
A. B. C. D.
3.磁电式电流表的灵敏度很高，可以测出很小的电流，其主要利用通电线圈在磁场中受到的安培力进行设计。如图所示，极靴和铁质圆柱间的磁感线以及导线a、b中的电流方向均已画出，在图示位置时，a、b所处位置处的磁场方向均水平向右，下列说法正确的是( )
A.在图示位置时，a与b所受安培力方向相同
B.在图示位置时，a所受安培力方向向左
C.在图示位置时，a所受安培力方向向上
D.在图示位置时，a所受安培力方向向下
4.如图所示，B为匀强磁场，v为正电荷的运动速度，F为磁场对电荷的洛伦兹力，其中正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向( )
A.平行于纸面向上
B.平行于纸面向下
C.左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D.左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
6.如图，一带电小球用绝缘丝线悬挂在水平天花板上，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，当小球由静止分别从等高的A点和B点向最低点O运动，经过O点时（丝线均保持伸直状态）( )
A.小球所受的洛伦兹力相同 B.丝线所受的拉力相同
C.小球的动能相同 D.小球的速度相同
7.竖直放置的螺线管通有如图所示的电流，一质子从螺线管的正上方以水平向右的速度进入该螺线管产生的磁场中，此后质子将( )
A.向上偏转 B.向下偏转 C.向纸外偏转 D.向纸内偏转
8.如图所示，在xOy平面内，第二象限和第四象限分别存在垂直平面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度的大小分别为3B和B。四分之一圆弧形的扇形闭合线圈的圆心位于原点O，并以角速度ω绕O点在xOy平面内匀速转动，已知线圈的半径为r、总电阻为R。则闭合线圈中产生的感应电流的有效值为( )
A. B. C. D.
9.回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中，其原理如图所示，两个铜质D形盒间的狭缝很小，粒子穿过狭缝的时间可忽略。若用它对氕核（）加速，所需的高频电源的频率为f。已知磁场的磁感应强度为B，加速电压大小为U，不考虑相对论效应，下列说法正确的是( )
A.U越大，氕核在加速器中运动的总时间越短
B.U越大，氕核射出加速器时的动能越大
C.随着速度的增加，氕核在一个D形盒中运动一次的时间在减小
D.不改变f和B也可对氘核（）加速，但氘核射出加速器时的速度较小
10.如图所示，两个匀强磁场的方向相同，磁感应强度分别为，虚线MN为理想边界。现有一个质量为m、电荷量为e的电子以垂直于边界MN的速度v由P点沿垂直于磁场的方向射入磁感应强度为的匀强磁场中，其运动轨迹为图中虚线所示的心形图线，以下说法正确的是( )
A.电子的运动轨迹为
B.电子运动一周回到P点所用的时间
C.
D.电子在区域受到的磁场力始终不变
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据左手定则判断出各段受到的安培力的方向，如图
等效电路为r和2r并联，并联后总电阻为
则路端电压
根据欧姆定律
；
则安培力
，的夹角为，根据平行四边形定则其合力大小为，且
故三角形框架受到的安培力的合力大小为
故选C。
2.答案：D
解析：由题意可知，对于“L”形导线，ab边与磁场方向平行，不受安培力作用，bc边与磁场方向垂直，受安培力作用，则该“L”形通电导线受到的安培力大小为故选D。
3.答案：C
解析：根据左手定则可知，在题中图示位置时，a所受安培力方向向上，b所受安培力方向向下。
故选C。
4.答案：B
解析：A.根据左手定则，图中洛伦兹力方向向上，故A错误；B.根据左手定则，图中洛伦兹力方向向下，故B正确；C.根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向内，故C错误；D.根据左手定则，图中洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D错误。故选B。
5.答案：C
解析：根据安培定则，可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上，右侧部分的磁场方向斜向下方，根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里。
故选C。
6.答案：C
解析：AD.小球分别从A、B两点释放，经过O点时，速度的方向不同，洛伦兹力的方向也不同，即速度和洛伦兹力都不相同，故A、D错误；
B.因为经过O点时，速度的方向不同，则洛伦兹力的方向也不同，拉力的大小不同，故B错误。
C.由于洛伦兹力不做功，小球经过O点时速度的大小相同，小球的动能相同，选项C正确。
故选C。
7.答案：D
解析：首先根据安培定则判断通电螺线管上边的磁场的方向向下。正电荷向右运动，根据左手定则判断可知:粒子受到通电螺线管磁场的作用力的方向垂直于纸面向里，所以粒子将向纸内偏转。故ABC错误，D正确。故选:D。
8.答案：A
解析：由法拉第电磁感应定律，可知转动过程中，闭合线圈产生的感应电动势随时间变化情况为:
在内，；
在内，；
由有效值的物理意义:，结合闭合电路欧姆定律解得感应电流的有效值:，故BCD错误，A正确。
故选:A。
9.答案：A
解析：B.设D形盒半径为R,氕核的电荷量和质量分别为q和m，氕核射出加速器时速度大小为，的动能，氕核离开加速器时满足
则氕核离开加速器时的动能与交变电压无关，故B错误；
A.设氕核在回旋加速器中被加速n次，由动能定理得
而
因此粒子在回旋加速器中运动的时间
整理得
故U越大，氕核在加速器中运动的总时间越短。故A正确；
C.氕核在磁场中的周期
即氕核在回旋加速器中不断被加速，但是它做匀速圆周运动一周的时间不变，故C错误；
D.氕核在磁场中的频率与高频电源的频率相同
氘核电荷量与氕核相同，但质量是氕核的二倍，氘核在磁场中的周期
若氘核也能在回旋加速器中加速，氘核在磁场中运动的频率等于高频电源的频率相同，则
不改变f和B不能对氘核（）加速。故D错误。
故选A。
10.答案：A
解析：A.由左手定则可知，电子在P点所受的洛伦兹力的方向向上，轨迹为，故A正确；
BC.电子在磁场中做匀速圆周运动有
解得
，
由图知，则，，电子运动一周回到P点所用的时间为
故BC错误；
D.电子在磁场中受洛伦兹力始终与速度垂直，方向时刻改变，故D错误。
故选A。
