参考答案 章末素养测评(一) 1.C [解析] 通电导线放在磁场中,受到的安培力为F=BILsin θ,当电流大小为零或磁场与电流方向夹角为零时,导线不受安培力的作用,选项A错误;静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力,运动的电荷速度方向与磁场方向平行时也不受洛伦兹力的作用,选项B错误;电荷在磁场中受到洛伦兹力,由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,选项C正确;判断洛伦兹力方向时,根据左手定则,四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向,选项D错误. 2.A [解析] 当通入图中所示电流时,ab边、ac边受到的安培力大小均为F=IlB,bc边受到的安培力大小为F'=IlB,方向向上,导线框受力平衡,故F1+IlB=mg+2×IlBcos 60°,磁场加到虚线上方后,导线框受到的等效安培力为F″=2×IlBcos 60°=IlB,方向向下,故F2=mg+IlB,联立解得m=,故A正确. 3.D [解析] 由左手定则可知,导线受到的磁体的安培力垂直于斜面向下,由牛顿第三定律知,磁体受到的导线的作用力垂直于斜面向上,A错误;若增大通电导线中的电流,则磁体与斜面间的压力减小,如果磁体仍静止,则摩擦力不变,如果磁体向下运动,则摩擦力减小,B错误;若撤去通电导线,则磁体对斜面的压力增大,最大静摩擦力增大,所以磁体不会沿斜面向下运动,C错误;若通电导线沿磁体的中垂线远离磁体,则磁体对斜面的压力增大,最大静摩擦力增大,所以磁体不会运动,受到的摩擦力不变,D正确. 4.B [解析] 粒子a向上偏转,粒子b向下偏转,由左手定则可知,粒子a带正电,粒子b带负电,故A错误;设粒子a、b的轨迹半径分别为Ra、Rb,作出轨迹图如图所示,由几何关系可知,磁场左、右边界的距 离x=Rasin 60°=Rbsin 30°,解得Ra∶Rb=1∶,故B正确;由qvB=m得v=,由于两粒子的比荷相同,磁场相同,则两粒子运动的速率之比va∶vb=Ra∶Rb=1∶,故C错误;粒子做圆周运动的周期T=,由于两粒子的比荷相同,磁场相同,则Ta=Tb,a运动的时间ta=Ta=Ta,b运动的时间tb=Tb=Tb,故ta∶tb=2∶1,故D错误. 5.A [解析] 回旋加速器中,由牛顿第二定律可得qvB=m,带电粒子射出时的动能为Ek=mv2,联立解得Ek=,因此回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关,A错误;带电粒子在加速电场中运动,由动能定理可得qU=mv2,带电粒子在磁场中运动,由牛顿第二定律可得qvB2=m,联立可得=,乙图中不改变质谱仪各区域的电场和磁场时,击中光屏上同一位置的粒子运动的半径R相同,因此粒子比荷相同,B正确;丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图所示磁场时,由左手定则可知,负电荷所受洛伦兹力向左,因此N侧带负电荷,C正确;丁图中最终正、负离子会受到静电力和洛伦兹力而平衡,即qvB=qE,同时E=,而流量为Q=vbc,联立可得U=,因此前、后两个金属侧面的电压与流量Q、磁感应强度B以及c有关,与a、b无关,D正确. 6.A [解析] 根据题意可知,c做自由落体运动;a除在竖直方向上做自由落体运动外,还在水平方向上受到静电力作用,在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动,所以a、c下落时间不变,a的合速度大于c做自由落体运动的速度;b受到洛伦兹力的作用,因为洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,所以在竖直方向上除受到重力作用外,还会受到洛伦兹力沿竖直方向的分力,导致下落的加速度变小,则下落时间变长,由于洛伦兹力不做功,因此b落地时的速度大小与c落地时的速度大小相等,二者动能相等,所以落地时a的动能最大,b、c的动能相等,a、c的落地时间相等,b的落地时间最大,故A正确,B、C、D错误. 7.C [解析] 带正电的粒子沿轴线射入,然后垂直打到管壁上,可知粒子运动的圆弧半径为r=a,故A正确;根据qvB=m,可得粒子的质量m=,故B正确;管道内的等效电流为I==nq,故C错误;粒子束对管道的平均作用力大小等于等效电流受的安培力,即F=IlB=Bnql,故D正确. 8.BC [解析] 根据左手定则可知, ... ...
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