1.2 磁场对运动电荷的作用力（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.2 磁场对运动电荷的作用力（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 182.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-15 16:59:40 | ||
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文档简介
1.2 磁场对运动电荷的作用力
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 关于电荷所受的电场力和洛仑兹力，正确的说法是
A. 电荷在电场中一定会受到电场力的作用
B. 电荷在磁场中一定会受到洛仑兹力的作用
C. 电荷所受的电场力一定与该处的电场方向一致
D. 电荷所受的洛仑兹力不一定与磁场方向垂直
2. 下列说法中正确的是
A. 带电粒子在磁场中运动时，只有当其轨迹为圆时才有洛伦兹力不对带电粒子做功
B. 不论带电粒子在磁场中做何运动，洛伦兹力均不对带电粒子做功
C. 因为安培力是洛伦兹力的宏观表现，因而安培力使通电导体运动时，也不对导体做功
D. 因为洛伦兹力对运动电荷不做功，因此带电粒子在磁场中运动时，它的速度不发生变化
3. 如图所示，一带正电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦兹力方向
A. 向上 B. 向下 C. 向 极 D. 向 极
4. 如图，一束正离子先后经过速度选择器和匀强磁场区域，则在速度选择器中沿直线运动且在匀强磁场中偏转半径相等的离子具有相同的
A. 电荷量和质量 B. 质量和动能 C. 速度和比荷 D. 速度和质量
5. 如图所示，速度为 、电荷量为 的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为 ，电场强度为 ，则
A. 若改为电荷量 的离子，将往上偏（其它不变）
B. 若速度变为 将往上偏（其它条件不变）
C. 若改为电荷量 的离子，将往下偏（其它条件不变）
D. 若磁感应强度变为 将往下偏（其它条件不变）
6. 如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是
A. 当从 端通入电流时，电子做匀加速直线运动
B. 当从 端通入电流时，电子做匀加速直线运动
C. 不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动
D. 不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动
7. 【 北京高考 】中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是
A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
8. 【 北京高考 】带电粒子 、 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等， 运动的半径大于 运动的半径。若 、 的电荷量分别为 、 ，质量分别为 、 ，周期分别为 、 。则一定有
A. B. C. D.
9. 型木板 （上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块 相连，如图所示。若 、 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板 的受力个数为
A. B. C. D.
10. 为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速。假设海洋某处的地磁场竖直分量为 ，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向。若两极相距 ，与两电极相连的灵敏电压表的读数为 ，则海水的流速大小为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共1小题；共4分）
11. 下列图中画出了带电粒子在磁场中运动方向和所受洛伦兹力的分向，其中正确的是
A. B.
C. D.
三、多项选择题（共1小题；共4分）
12. 如图所示是磁场 ，负电荷速度 和磁场对运动电荷作用力 三者方向的相互关系图，其中正确的是（， 和 两两垂直）
A. B.
C. D.
四、解答题（共1小题；共13分）
13. 如图所示的电路中，电路消耗的总功率为 ，电阻 为 ， 为 ，电源内阻 为 ，电源的效率为 ，求：
（1） 两点间的电压；
（2）电源的电动势。
答案
第一部分
1. A
【解析】电荷无论是静止还是运动，在电场中都会受到电场力，故A正确；
静止的电荷在磁场中不受磁场力，若运动的电荷速度方向与磁场方向平行，则也不受磁场力的作用，故B错误；
正电荷所受的电场力一定与该处的电场方向一致，故C错误；
根据左手定则可知，所受的洛仑兹力一定与磁场方向垂直，故D错误。
2. B
【解析】AB、根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，永不做功，与运动情况无关，故A错误B正确；
C、安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力可以做功，故C错误；
D、因为洛伦兹力对运动电荷不做功，因此带电粒子在磁场中运动时，它的速度大小不发生变化，但方向会改变，故D错误。
3. A
【解析】由图可知，磁场方向从 极指向 极，根据左手定则可知，让四指指向与正电荷运动方向相同，让磁感线穿过手心，根据大拇指的指向即可判断出洛伦兹力的方向，由此可知洛伦兹力的方向向上，故A正确，BCD错误．
4. C
【解析】在速度选择器中，正离子不偏转，说明离子受力平衡，离子受电场力和洛伦兹力，有 ，得 ，可知这些正离子具有相同的速度；进入只有匀强磁场的区域时，离子的偏转半径相同，由 和 可得 ，知这些正离子具有相同的比荷，选项C正确，A、B、D错误。
5. B
6. C
【解析】由于通电螺线管内存在匀强磁场，电子运动方向与磁感线平行，电子不受磁场力作用，所以不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动。
7. C
【解析】根据题意可得，地理南北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确；
地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，B正确；
由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤道处才与地面平行，C错误；
在赤道处磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到的洛伦兹力作用，D正确。
8. A
【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有：
得轨迹半径
周期
由于 ，，，故 ，故只有选项 A 正确。
9. C
【解析】 、 一起沿斜面匀速下滑时，由于木板 上表面光滑，滑块 受到重力、 的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力。根据牛顿第三定律，物体 必对物体 有压力，同时弹簧对 也一定有向下的弹力，因而木板 受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、 的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，所以选项C正确。
10. B
【解析】海水中的电荷受到电场力和洛伦兹力平衡，有：
，解得 ，故B正确。
第二部分
11. B， D
【解析】根据左手定则，可判断出洛伦兹力方向。
A图正电荷的洛伦兹力的方向向左，故错误；
B图负电荷的洛伦兹力的方向向左上，故正确；
C图负电荷的洛伦兹力的方向向左下，故错误；
D图正电荷的洛伦兹力的方向向左，故正确。
第三部分
12. A， B， C
【解析】根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向左，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向上，符合左手定则。故A正确。
根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向下，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则。故B正确。
根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向外，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则。故C正确。
根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向上，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向里，不符合左手定则。故D错误。
第四部分
13. （1）
【解析】由题：电源的效率为 ，则电源内部消耗的功率为
又 ，解得 ，
两点间的电压 ；
（2） 电源的电动势为
【解析】由电源的总功率 等于电路消耗的总功率，
得到
由 ，
解得 。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 关于电荷所受的电场力和洛仑兹力，正确的说法是
A. 电荷在电场中一定会受到电场力的作用
B. 电荷在磁场中一定会受到洛仑兹力的作用
C. 电荷所受的电场力一定与该处的电场方向一致
D. 电荷所受的洛仑兹力不一定与磁场方向垂直
2. 下列说法中正确的是
A. 带电粒子在磁场中运动时，只有当其轨迹为圆时才有洛伦兹力不对带电粒子做功
B. 不论带电粒子在磁场中做何运动，洛伦兹力均不对带电粒子做功
C. 因为安培力是洛伦兹力的宏观表现，因而安培力使通电导体运动时，也不对导体做功
D. 因为洛伦兹力对运动电荷不做功，因此带电粒子在磁场中运动时，它的速度不发生变化
3. 如图所示，一带正电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦兹力方向
A. 向上 B. 向下 C. 向 极 D. 向 极
4. 如图，一束正离子先后经过速度选择器和匀强磁场区域，则在速度选择器中沿直线运动且在匀强磁场中偏转半径相等的离子具有相同的
A. 电荷量和质量 B. 质量和动能 C. 速度和比荷 D. 速度和质量
5. 如图所示，速度为 、电荷量为 的正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感应强度为 ，电场强度为 ，则
A. 若改为电荷量 的离子，将往上偏（其它不变）
B. 若速度变为 将往上偏（其它条件不变）
C. 若改为电荷量 的离子，将往下偏（其它条件不变）
D. 若磁感应强度变为 将往下偏（其它条件不变）
6. 如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是
A. 当从 端通入电流时，电子做匀加速直线运动
B. 当从 端通入电流时，电子做匀加速直线运动
C. 不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动
D. 不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动
7. 【 北京高考 】中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是
A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合
B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近
C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D. 地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
8. 【 北京高考 】带电粒子 、 在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等， 运动的半径大于 运动的半径。若 、 的电荷量分别为 、 ，质量分别为 、 ，周期分别为 、 。则一定有
A. B. C. D.
9. 型木板 （上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块 相连，如图所示。若 、 一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板 的受力个数为
A. B. C. D.
10. 为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速。假设海洋某处的地磁场竖直分量为 ，水流是南北流向，如图将两个电极竖直插入此处海水中，且保持两电极的连线垂直水流方向。若两极相距 ，与两电极相连的灵敏电压表的读数为 ，则海水的流速大小为
A. B. C. D.
二、双项选择题（共1小题；共4分）
11. 下列图中画出了带电粒子在磁场中运动方向和所受洛伦兹力的分向，其中正确的是
A. B.
C. D.
三、多项选择题（共1小题；共4分）
12. 如图所示是磁场 ，负电荷速度 和磁场对运动电荷作用力 三者方向的相互关系图，其中正确的是（， 和 两两垂直）
A. B.
C. D.
四、解答题（共1小题；共13分）
13. 如图所示的电路中，电路消耗的总功率为 ，电阻 为 ， 为 ，电源内阻 为 ，电源的效率为 ，求：
（1） 两点间的电压；
（2）电源的电动势。
答案
第一部分
1. A
【解析】电荷无论是静止还是运动，在电场中都会受到电场力，故A正确；
静止的电荷在磁场中不受磁场力，若运动的电荷速度方向与磁场方向平行，则也不受磁场力的作用，故B错误；
正电荷所受的电场力一定与该处的电场方向一致，故C错误；
根据左手定则可知，所受的洛仑兹力一定与磁场方向垂直，故D错误。
2. B
【解析】AB、根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，永不做功，与运动情况无关，故A错误B正确；
C、安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力可以做功，故C错误；
D、因为洛伦兹力对运动电荷不做功，因此带电粒子在磁场中运动时，它的速度大小不发生变化，但方向会改变，故D错误。
3. A
【解析】由图可知，磁场方向从 极指向 极，根据左手定则可知，让四指指向与正电荷运动方向相同，让磁感线穿过手心，根据大拇指的指向即可判断出洛伦兹力的方向，由此可知洛伦兹力的方向向上，故A正确，BCD错误．
4. C
【解析】在速度选择器中，正离子不偏转，说明离子受力平衡，离子受电场力和洛伦兹力，有 ，得 ，可知这些正离子具有相同的速度；进入只有匀强磁场的区域时，离子的偏转半径相同，由 和 可得 ，知这些正离子具有相同的比荷，选项C正确，A、B、D错误。
5. B
6. C
【解析】由于通电螺线管内存在匀强磁场，电子运动方向与磁感线平行，电子不受磁场力作用，所以不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动。
7. C
【解析】根据题意可得，地理南北极与地磁场存在一个夹角，为磁偏角，故两者不重合，A正确；
地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理南极附近，B正确；
由于地磁场磁场方向沿磁感线切线方向，故只有赤道处才与地面平行，C错误；
在赤道处磁场方向水平，而射线是带电的粒子，运动方向垂直磁场方向，根据左手定则可得射向赤道的粒子受到的洛伦兹力作用，D正确。
8. A
【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有：
得轨迹半径
周期
由于 ，，，故 ，故只有选项 A 正确。
9. C
【解析】 、 一起沿斜面匀速下滑时，由于木板 上表面光滑，滑块 受到重力、 的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力。根据牛顿第三定律，物体 必对物体 有压力，同时弹簧对 也一定有向下的弹力，因而木板 受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、 的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，所以选项C正确。
10. B
【解析】海水中的电荷受到电场力和洛伦兹力平衡，有：
，解得 ，故B正确。
第二部分
11. B， D
【解析】根据左手定则，可判断出洛伦兹力方向。
A图正电荷的洛伦兹力的方向向左，故错误；
B图负电荷的洛伦兹力的方向向左上，故正确；
C图负电荷的洛伦兹力的方向向左下，故错误；
D图正电荷的洛伦兹力的方向向左，故正确。
第三部分
12. A， B， C
【解析】根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向左，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向上，符合左手定则。故A正确。
根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向下，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则。故B正确。
根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向外，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向左，符合左手定则。故C正确。
根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的相反方向，即向上，拇指指向洛伦兹力方向，可知，洛伦兹力方向向里，不符合左手定则。故D错误。
第四部分
13. （1）
【解析】由题：电源的效率为 ，则电源内部消耗的功率为
又 ，解得 ，
两点间的电压 ；
（2） 电源的电动势为
【解析】由电源的总功率 等于电路消耗的总功率，
得到
由 ，
解得 。
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