河南省鲁山县一中2019-2020学年高二物理上学期11月月考试题(含解析)
一、选择题
1.把电流均为I、长度均为L的两小段通电直导线分别置于磁场中的1、2两点处时,两小段通电直导线所受磁场力的大小分别为F1和F2,若已知1、2两点处碰感应强度的大小关系为B1<B2,则必有( )
A. B.
C. D. 以上都不对
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题意可知,当将通电导线垂直放入磁场时,由得,;若不是垂直放入磁场时,则磁感应强度比以上值要大,故AB错误.
CD.两点处磁感应强度的大小关系虽然为B1<B2,但不知通电导线是否与磁场垂直放置,则两者所受磁场力大小关系无法确定,故C错误,D正确.
2.矩形通电导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行.关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是( )
A. 线框有两条边不受安培力
B. 线框有两条边所受的安培力相同
C. 线框所受安培力的合力向左
D. 线框将绕MN转动
【答案】C
【解析】
【详解】A. 直导线中的电流方向由M到N,根据安培定则,知导线右侧区域磁感应强度方向向内,根据左手定则,知ab边受的安培力向左,cd边受到的安培力向右,bc边受到的安培力向上,ad受到的安培力向下,都受安培力作用,故A错误;
B. 由于离MN越远的位置,磁感应强度B越小,故根据安培力公式F=BIL,ab边受到的安培力大于cd边,bc边受到的安培力大小等于ad受到受到的安培力,但方向相反,故B错误;
CD.根据ab边受的安培力向左,cd边受到的安培力向右,bc边受到的安培力向上,ad受到的安培力向下,bc边受到的安培力大小等于ad受到受到的安培力大小,方向相反,所以线框所受的安培力的合力向左,将向左平动,故C正确,D错误;
故选:C.
3.如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.在该区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球.O点为圆环的圆心,a、b、c、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c点为最低点,b、O、d三点在同一水平线上.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放,下列判断正确的是( )
A. 小球能越过d点并继续沿环向上运动
B. 当小球运动到c点时,所受洛伦兹力最大
C. 小球从a点运动到b点的过程中,重力势能减小,电势能增大
D. 小球从b点运动到c点的过程中,电势能增大,动能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】电场力与重力大小相等,则二者的合力指向左下方45°,由于合力是恒力,故类似于新的重力,所以ad弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”。关于圆心对称的位置(即bc弧的中点)就是“最低点”,速度最大。由于a、d两点关于新的最高点对称,若从a点静止释放,最高运动到d点,故A错误;由于bc弧的中点相当于“最低点”,速度最大,当然这个位置洛伦兹力最大,故B错误;从a到b,重力和电场力都做正功,重力势能和电势能都减少,故C错误;小球从b点运动到c点,电场力做负功,电势能增大,但由于bc弧的中点速度最大,所以动能先增大后减小,D正确。