1.2磁场多运动电荷的作用力 同步训练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.2磁场多运动电荷的作用力 同步训练（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 357.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-02 18:00:47 | ||
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文档简介
1.2磁场多运动电荷的作用力
一、选择题（共15题）
1．如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，各带电粒子所受洛仑兹力的方向水平向右（ ）
A． B．
C． D．
2．一长的通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，当导线中通有大小为2A的电流时，导线受到的安培力大小为，则该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A． B．2T C． D．8T
3．运动电荷在匀强磁场中受到洛伦兹力，下列关于洛伦兹力方向的说法正确的是（ ）
A．既与磁场方向垂直，也与电荷运动方向垂直
B．与磁场方向垂直，不与电荷运动方向垂直
C．总是与电荷的运动方向垂直，与磁场方向不一定垂直
D．总是与磁场方向垂直，与电荷运动方向不一定垂直
4．假设有一个带负电的粒子垂直于地球赤道射来，如图所示。在地球磁场（不考虑磁偏角及地球的自转）的作用下，这个粒子偏转的方向是（ ）
A．向北 B．向南 C．向东 D．向西
5．题图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．三种不同粒子a、b、c（重力均不计）从O点沿同一方向射入垂直纸面向里的匀强磁场中，它们的运动轨迹如图所示。则（ ）
A．粒子a一定带负电 B．粒子b一定带正电
C．粒子b有可能带负电 D．粒子c一定带负电
7．下列描述中，符合事实的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．法拉第发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．卡文迪许借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律
D．亚里士多德通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因
8．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑。底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球带负电
B．小球运动的轨迹是一条直线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大
9．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将 （ ）
A．向纸内偏转 B．向纸外偏转 C．向下偏转 D．向上偏转
10．一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（ ）
A．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大
B．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小
C．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大
D．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小
11．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线中均通有大小相等、方向向上的电流．已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中K是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离．一带正电小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是（ ）
A．小球先做加速运动后做减速运动
B．小球先做减速运动后做加速运动
C．小球对桌面的压力一直在增大
D．小球对桌面的压力先减小后增大
12．如图所示是电视显像管原理示意图（俯视图），电流通过偏转线圈，从而产生偏转磁场，电子束经过偏转磁场后运动轨迹发生偏转，不计电子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．电子经过磁场时速度增大
B．欲使电子束打在荧光屏上的A点，偏转磁场的方向应垂直纸面向里
C．欲使电子束打在荧光屏上的B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外
D．欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应调节偏转线圈中的电流使磁场增强
二、多选题
13．在一绝缘、粗糙且足够长得水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径，整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直．现给带电球体一个水平速度，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为
A．0 B． C． D．
14．如图所示，带正电的小球通过绝缘柄固定在A处，匀强磁场方向垂直纸面向里．则有关洛伦兹力的分析，正确的是
A．若将匀强磁场向右水平平移，由于带电小球静止，所以它不受洛伦兹力作用
B．若将匀强磁场向右水平平移，小球会受到洛伦兹力作用，其方向向上
C．若将匀强磁场向右水平平移，小球会受到洛伦兹力作用，其方向向下
D．若磁场沿垂直纸面的方向平移，则小球不受洛伦兹力作用
15．如图所示，P、Q两点处各有一垂直于纸面的长直导线，均通有垂直纸面向里的恒定电流，电流大小相等。O为P、Q连线的中点，为P、Q连线的垂直平分线。已知长通电直导线在周围某点处产生的磁场磁感应强度满足，其中k为一常数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离。在纸面内，一个带负电粒子从点M沿直线OM向无穷远处匀速运动，在此过程中粒子受到的洛仑磁力（ ）
A．不断增大 B．不断减小 C．方向垂直纸面向里 D．方向垂直纸面向外
三、填空题
16．指南针指南的一端是___________极（N或S），磁体间是通过___________发生相互作用的，磁场对运动电荷的作用力叫___________。
17．一束等离子体（含有大量带正电和负电的微粒，都不考虑重力），沿图中箭头所示的方向垂直于磁场方向进入一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，粒子运动的轨迹如图中、所示。则是带___（选填“正”或“负”）电的微粒的运动轨迹，是带____（选填“正”或“负”）电的微粒的运动轨迹。
18．如图所示，а、ｂ、ｃ三种粒子垂直射入匀强磁场，根据粒子在磁 场中的偏转情况，判断粒子的带电情况是：а_______、ｂ_______、ｃ_______．（填“正电”、“负电”或“不带电”）
19．磁场对运动电荷的作用力称为________，当电荷的运动方向与磁场方向垂直时磁场对电荷的作用力最大，其大小为________，当电荷的运动方向与磁场方向平行时，磁场对电荷的作用力等于________．
四、解答题
20．如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向。
21．水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m，接有电源电动势E=3V，电源内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B=1T．导体棒ab的电阻R=6Ω，质量m=10g，垂直放在导轨上并良好接触（如图），求合上开关的瞬间．
（1）金属棒受到安培力的大小和方向；
（2）金属棒的加速度．
22．如图，一段横截面积为、长为的直导线，单位体积内有个自由电子，电子电量为.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为。将导线放置在磁感应强度为的匀强磁场中，且电流方向与垂直。导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为。
（1）求时间内通过导体横截面的电流；
（2）推导。
23．关于洛伦兹力，下面三名同学有着不同的看法。
同学甲：运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用；而运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零。
同学乙：洛伦兹力对带电粒子不做功，因此既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度。
同学丙：一个电子穿过某一空间未发生偏转，此空间可能有相互正交的匀强磁场和匀强电场。
他们的看法是否正确？为什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．图中根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向应该竖直向上，故A不符合题意；
B．图中根据左手定则可知，负电荷受到的洛伦兹力方向应该垂直纸面向里，故B不符合题意；
C．图中v的方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向应该向右；故C符合题意；
D．图中v的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，负电荷受到的洛伦兹力方向应该竖直向下，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
根据，得
故选B。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
洛伦兹力的方向既与磁场垂直，也与电荷运动方向垂直，A正确，BCD错误。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
电子垂直于地球赤道射来，处于由南向北（在图中向上）的地球磁场中，由左手定则可知其受垂直纸面向外（向西）的洛伦兹力，故ABC错误，D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
根据左手定则可知，A图中粒子受洛伦兹力方向向下；B图中粒子受洛伦兹力方向向上；CD图中粒子不受洛伦兹力。
故选A。
6．D
【解析】
【分析】
考查带电粒子在磁场中的运动。
【详解】
带电粒子垂直磁感线进入磁场一定受到洛伦兹力，用左手定则判断。
A．粒子a带正电，故A项错误；
BC．粒子b做直线运动，不受洛伦兹力，所以b不带电，故BC项错误；
D．粒子c一定带负电，D项正确。
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现了通电导线周围产生的磁场能够使小磁针转动，即电流的磁效应，故A正确；
B．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，即洛伦兹力的特点，故B错误；
C．卡文迪许借助扭秤实验测出了万有引力常量，而库仑借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律，故C错误；
D．伽利略通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因，故D错误。
故选A。
8．D
【解析】
【详解】
A．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电，故A错误。
B．设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动。小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力
F1=qv1B
q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动。与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，故B错误。
C．洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C错误。
D．设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力
F2=qv2B
v2增大，则F2增大，而拉力F=F2，则F逐渐增大，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
导线中的电流在阴极射线管处产生的磁场方向为垂直纸面向外，则根据左手定则，阴极射线将向下偏转。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
水平导线中通有稳定电流，根据安培定则判断可知，导线上方的磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线下面的电子所受的洛伦兹力方向向上，则电子将向上偏转，其速率不变，而离导线越近，磁场越强，磁感应强度越大，由公式
可知电子的轨迹半径逐渐变小；
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
试题分析：根据右手螺旋定则，判断出MN直线处磁场的方向，然后根据左手定则判断洛伦兹力大小和方向的变化，明确了受力情况，即可明确运动情况．
解：根据右手螺旋定则可知直线M处的磁场方向垂直于MN向里，直线N处的磁场方向垂直于MN向外，磁场大小先减小过O点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始上的方向向上，过O得后洛伦兹力的方向向下．由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故C正确，ABD错误．
故选C．
【点评】本题考查了右手螺旋定则和左手定则的熟练应用，正确解答带电粒子在磁场中运动的思路为明确受力情况，进一步明确其运动形式和规律．
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电子经过磁场发生偏转时，洛伦兹力方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，所以电子的速度大小不变，A错误；
BC．根据左手定则，欲使电子束打在荧光屏上的A、B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外，B错误，C正确；
D．欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应减小电子的偏转程度，故应调节偏转线圈中的电流使磁场减弱，D错误。
故选C。
13．ABC
【解析】
【详解】
试题分析：若小球带正电，其受到的洛伦兹力方向向上，当，则环不受杆的作用力，即两者之间没有弹力，所以两者之间没有摩擦力，环以做匀速直线运动，故克服摩擦力做功为零，A正确；若，则环受到摩擦力作用，做减速运动，直到速度为零，故克服摩擦力做功为，B正确；若，则开始环受到摩擦力作用，做减速运动，由于速度减小，F在减小，当时两者之间没有摩擦力，环开始做匀速直线运动，此时有，根据动能定理，过程中只有摩擦力做功，所以，若小球带负电，则受到向下的洛伦兹力，则环受到摩擦力作用，做减速运动，直到速度为零，故克服摩擦力做功为，C正确；
考点：考查了动能定理的应用
【名师点睛】本题中当球在竖直方向所受合力为0时，此时杆对环不再有阻力作用，球在水平方向受平衡力，将保持此时的速度做匀速直线运动，由此可分情况对球进行受力分析从而确定环的受力情况和运动情况，根据动能定理求解克服阻力所做的功即可
14．CD
【解析】
【详解】
ABC．若将匀强磁场向右水平平移，则带电小球相对磁场向左运动，根据左手定则可得小球受到竖直向下的洛伦兹力，AB错误，C正确；
D．若磁场沿垂直纸面的方向平移，小球相对磁场的运动方向也垂直纸面，所以不垂直磁场，故小球不受洛伦兹力作用，D正确．
故选CD.
15．BD
【解析】
【详解】
由右手螺旋定则可知，导线P产生的磁场在直线OM处的方向斜向右下方，导线Q产生的磁场在直线OM处的方向斜向右上方，由平行四边形定则可知，直线OM处的合场强向右，与直线OM垂直，由左手定则可知，带负电的粒子所受洛伦兹力的方向垂直于纸面向外。
由表达式
可知，距离导线越远，磁感应强度越小，有表达式
可知，洛伦兹力越来越小，AC错误，BD正确。
故选BD。
16． S 磁场 洛仑兹力
【解析】
【详解】
[1]根据地理南极为磁北极，地理北极为磁南极可知，指南针指南的一端是S极；
[2] 磁体间是通过磁场发生相互作用的；
[3] 磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。
17． 正 负
【解析】
【详解】
[1][2]带电粒子在磁场中运动受到洛伦兹力，根据左手定则可知粒子带正电，粒子带负电。
18． 正电 不带电 负电
【解析】
【详解】
[1][2][3]．由左手定则可知，a向左偏转，可知a带正电；b不偏转，则b不带电；c向右偏转，可知c带负电．
19． 洛伦兹力 qvB 0
【解析】
【详解】
[1]．洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力，磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力；
[2]．洛伦兹力的大小的计算公式：F=qvBsinθ，其中θ是 B与v的夹角．若磁场对运动电荷的作用力大小为f=qvB，则电荷的运动方向与磁场方向应垂直．
[3]．当电荷的速度方向与磁场方向互相平行时，洛伦兹力大小等于0．
【点睛】
该题考查洛伦兹力的定义与洛伦兹力的大小的计算公式，要牢记洛伦兹力的计算公式的意义．
洛伦兹力的方向根据左手定则，洛伦兹力的大小的计算公式F=qvBsinθ，其中θ是B与v的夹角．
20．(1) ，垂直于速度指向左上方；(2)0；(3) ，垂直于速度指向左上方
【解析】
【详解】
(1)洛伦兹力的大小为
洛伦兹力的方向为：垂直于速度指向左上方
(2)洛伦兹力的大小为
(3)洛伦兹力的大小为
洛伦兹力的方向为：垂直于速度指向左上方
21．（1）导体棒AB受到的安培力方向水平向右；导体棒AB受到的安培力大小为0.1N；
（2）导体棒AB的加速度为10m/s2．
【解析】
【分析】
判断AB中的电流方向，再根据左手定则判断导体棒AB中受到的安培力方向．根据欧姆定律计算AB中的电流，再根据安培力F=BIL计算安培力大小．根据牛顿第二定律计算加速度．
【详解】
（1）导体棒AB中电流是从A到B，根据左手定则，导体棒AB受到的安培力水平向右．
根据欧姆定律，导体棒中的电流为：I==0.5A，
所以AB棒受到的安培力：F=BIL=1×0.5×0.2N=0.1N
（2）根据牛顿第二定律：F=ma，
所以导体棒AB的加速度：a==10m/s2；
22．（1）；（2）见解析
【解析】
【详解】
（1）设时间内通过导体横截面的电量为，有
（2）每个自由电子所受的洛伦兹力
设导体中共有个自由电子
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和
由安培力公式，有
得
23．甲、乙同学看法错误，丙同学看法正确，原因见详解。
【解析】
【详解】
甲同学：根据洛伦力公式知，运动电荷是否受洛伦兹力不仅与B有关，还和θ有关。如果B和θ有一个为零，则f一定为零，但如果f为零，则不一定是B为零。故甲说法错误；
乙同学：因为洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，不会改变动能。粒子只受洛伦兹力时，根据物体做曲线运动的条件知，粒子一定做曲线运动，速度的方向发生改变，速度是矢量，所以速度会改变。故乙同学说法错误。
丙同学：一个电子穿过某一空间未发生偏转，可能粒子受合力为零，也可能不受力，也可能受力与速度在同一直线上，如果有相互正交的匀强磁场和匀强电场，电子受合力有可能为零，电子将做匀速直线运动，故丙同学说法正确。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，各带电粒子所受洛仑兹力的方向水平向右（ ）
A． B．
C． D．
2．一长的通电直导线置于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直，当导线中通有大小为2A的电流时，导线受到的安培力大小为，则该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A． B．2T C． D．8T
3．运动电荷在匀强磁场中受到洛伦兹力，下列关于洛伦兹力方向的说法正确的是（ ）
A．既与磁场方向垂直，也与电荷运动方向垂直
B．与磁场方向垂直，不与电荷运动方向垂直
C．总是与电荷的运动方向垂直，与磁场方向不一定垂直
D．总是与磁场方向垂直，与电荷运动方向不一定垂直
4．假设有一个带负电的粒子垂直于地球赤道射来，如图所示。在地球磁场（不考虑磁偏角及地球的自转）的作用下，这个粒子偏转的方向是（ ）
A．向北 B．向南 C．向东 D．向西
5．题图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．三种不同粒子a、b、c（重力均不计）从O点沿同一方向射入垂直纸面向里的匀强磁场中，它们的运动轨迹如图所示。则（ ）
A．粒子a一定带负电 B．粒子b一定带正电
C．粒子b有可能带负电 D．粒子c一定带负电
7．下列描述中，符合事实的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．法拉第发现了磁场对运动电荷的作用规律
C．卡文迪许借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律
D．亚里士多德通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因
8．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑。底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．小球带负电
B．小球运动的轨迹是一条直线
C．洛伦兹力对小球做正功
D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大
9．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将 （ ）
A．向纸内偏转 B．向纸外偏转 C．向下偏转 D．向上偏转
10．一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（ ）
A．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大
B．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小
C．电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大
D．电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小
11．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线中均通有大小相等、方向向上的电流．已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中K是常数、I是导线中的电流、r为点到导线的距离．一带正电小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是（ ）
A．小球先做加速运动后做减速运动
B．小球先做减速运动后做加速运动
C．小球对桌面的压力一直在增大
D．小球对桌面的压力先减小后增大
12．如图所示是电视显像管原理示意图（俯视图），电流通过偏转线圈，从而产生偏转磁场，电子束经过偏转磁场后运动轨迹发生偏转，不计电子的重力，下列说法正确的是（ ）
A．电子经过磁场时速度增大
B．欲使电子束打在荧光屏上的A点，偏转磁场的方向应垂直纸面向里
C．欲使电子束打在荧光屏上的B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外
D．欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应调节偏转线圈中的电流使磁场增强
二、多选题
13．在一绝缘、粗糙且足够长得水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径，整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直．现给带电球体一个水平速度，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为
A．0 B． C． D．
14．如图所示，带正电的小球通过绝缘柄固定在A处，匀强磁场方向垂直纸面向里．则有关洛伦兹力的分析，正确的是
A．若将匀强磁场向右水平平移，由于带电小球静止，所以它不受洛伦兹力作用
B．若将匀强磁场向右水平平移，小球会受到洛伦兹力作用，其方向向上
C．若将匀强磁场向右水平平移，小球会受到洛伦兹力作用，其方向向下
D．若磁场沿垂直纸面的方向平移，则小球不受洛伦兹力作用
15．如图所示，P、Q两点处各有一垂直于纸面的长直导线，均通有垂直纸面向里的恒定电流，电流大小相等。O为P、Q连线的中点，为P、Q连线的垂直平分线。已知长通电直导线在周围某点处产生的磁场磁感应强度满足，其中k为一常数，I为电流强度，r为该点到直导线的距离。在纸面内，一个带负电粒子从点M沿直线OM向无穷远处匀速运动，在此过程中粒子受到的洛仑磁力（ ）
A．不断增大 B．不断减小 C．方向垂直纸面向里 D．方向垂直纸面向外
三、填空题
16．指南针指南的一端是___________极（N或S），磁体间是通过___________发生相互作用的，磁场对运动电荷的作用力叫___________。
17．一束等离子体（含有大量带正电和负电的微粒，都不考虑重力），沿图中箭头所示的方向垂直于磁场方向进入一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，粒子运动的轨迹如图中、所示。则是带___（选填“正”或“负”）电的微粒的运动轨迹，是带____（选填“正”或“负”）电的微粒的运动轨迹。
18．如图所示，а、ｂ、ｃ三种粒子垂直射入匀强磁场，根据粒子在磁 场中的偏转情况，判断粒子的带电情况是：а_______、ｂ_______、ｃ_______．（填“正电”、“负电”或“不带电”）
19．磁场对运动电荷的作用力称为________，当电荷的运动方向与磁场方向垂直时磁场对电荷的作用力最大，其大小为________，当电荷的运动方向与磁场方向平行时，磁场对电荷的作用力等于________．
四、解答题
20．如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向。
21．水平放置的光滑金属导轨宽L=0.2m，接有电源电动势E=3V，电源内阻及导轨电阻不计．匀强磁场竖直向下穿过导轨，磁感应强度B=1T．导体棒ab的电阻R=6Ω，质量m=10g，垂直放在导轨上并良好接触（如图），求合上开关的瞬间．
（1）金属棒受到安培力的大小和方向；
（2）金属棒的加速度．
22．如图，一段横截面积为、长为的直导线，单位体积内有个自由电子，电子电量为.该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为。将导线放置在磁感应强度为的匀强磁场中，且电流方向与垂直。导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为。
（1）求时间内通过导体横截面的电流；
（2）推导。
23．关于洛伦兹力，下面三名同学有着不同的看法。
同学甲：运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用；而运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零。
同学乙：洛伦兹力对带电粒子不做功，因此既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度。
同学丙：一个电子穿过某一空间未发生偏转，此空间可能有相互正交的匀强磁场和匀强电场。
他们的看法是否正确？为什么？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．图中根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向应该竖直向上，故A不符合题意；
B．图中根据左手定则可知，负电荷受到的洛伦兹力方向应该垂直纸面向里，故B不符合题意；
C．图中v的方向垂直纸面向里，根据左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力方向应该向右；故C符合题意；
D．图中v的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，负电荷受到的洛伦兹力方向应该竖直向下，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
根据，得
故选B。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
洛伦兹力的方向既与磁场垂直，也与电荷运动方向垂直，A正确，BCD错误。
故选A。
4．D
【解析】
【详解】
电子垂直于地球赤道射来，处于由南向北（在图中向上）的地球磁场中，由左手定则可知其受垂直纸面向外（向西）的洛伦兹力，故ABC错误，D正确。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
根据左手定则可知，A图中粒子受洛伦兹力方向向下；B图中粒子受洛伦兹力方向向上；CD图中粒子不受洛伦兹力。
故选A。
6．D
【解析】
【分析】
考查带电粒子在磁场中的运动。
【详解】
带电粒子垂直磁感线进入磁场一定受到洛伦兹力，用左手定则判断。
A．粒子a带正电，故A项错误；
BC．粒子b做直线运动，不受洛伦兹力，所以b不带电，故BC项错误；
D．粒子c一定带负电，D项正确。
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
A．奥斯特发现了通电导线周围产生的磁场能够使小磁针转动，即电流的磁效应，故A正确；
B．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，即洛伦兹力的特点，故B错误；
C．卡文迪许借助扭秤实验测出了万有引力常量，而库仑借助扭秤实验总结出了点电荷间相互作用的规律，故C错误；
D．伽利略通过“理想实验”得出力不是维持物体运动的原因，故D错误。
故选A。
8．D
【解析】
【详解】
A．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电，故A错误。
B．设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动。小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力
F1=qv1B
q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动。与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，故B错误。
C．洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C错误。
D．设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力
F2=qv2B
v2增大，则F2增大，而拉力F=F2，则F逐渐增大，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
导线中的电流在阴极射线管处产生的磁场方向为垂直纸面向外，则根据左手定则，阴极射线将向下偏转。
故选C。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
水平导线中通有稳定电流，根据安培定则判断可知，导线上方的磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线下面的电子所受的洛伦兹力方向向上，则电子将向上偏转，其速率不变，而离导线越近，磁场越强，磁感应强度越大，由公式
可知电子的轨迹半径逐渐变小；
故选B。
11．C
【解析】
【详解】
试题分析：根据右手螺旋定则，判断出MN直线处磁场的方向，然后根据左手定则判断洛伦兹力大小和方向的变化，明确了受力情况，即可明确运动情况．
解：根据右手螺旋定则可知直线M处的磁场方向垂直于MN向里，直线N处的磁场方向垂直于MN向外，磁场大小先减小过O点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始上的方向向上，过O得后洛伦兹力的方向向下．由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故C正确，ABD错误．
故选C．
【点评】本题考查了右手螺旋定则和左手定则的熟练应用，正确解答带电粒子在磁场中运动的思路为明确受力情况，进一步明确其运动形式和规律．
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．电子经过磁场发生偏转时，洛伦兹力方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，所以电子的速度大小不变，A错误；
BC．根据左手定则，欲使电子束打在荧光屏上的A、B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外，B错误，C正确；
D．欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应减小电子的偏转程度，故应调节偏转线圈中的电流使磁场减弱，D错误。
故选C。
13．ABC
【解析】
【详解】
试题分析：若小球带正电，其受到的洛伦兹力方向向上，当，则环不受杆的作用力，即两者之间没有弹力，所以两者之间没有摩擦力，环以做匀速直线运动，故克服摩擦力做功为零，A正确；若，则环受到摩擦力作用，做减速运动，直到速度为零，故克服摩擦力做功为，B正确；若，则开始环受到摩擦力作用，做减速运动，由于速度减小，F在减小，当时两者之间没有摩擦力，环开始做匀速直线运动，此时有，根据动能定理，过程中只有摩擦力做功，所以，若小球带负电，则受到向下的洛伦兹力，则环受到摩擦力作用，做减速运动，直到速度为零，故克服摩擦力做功为，C正确；
考点：考查了动能定理的应用
【名师点睛】本题中当球在竖直方向所受合力为0时，此时杆对环不再有阻力作用，球在水平方向受平衡力，将保持此时的速度做匀速直线运动，由此可分情况对球进行受力分析从而确定环的受力情况和运动情况，根据动能定理求解克服阻力所做的功即可
14．CD
【解析】
【详解】
ABC．若将匀强磁场向右水平平移，则带电小球相对磁场向左运动，根据左手定则可得小球受到竖直向下的洛伦兹力，AB错误，C正确；
D．若磁场沿垂直纸面的方向平移，小球相对磁场的运动方向也垂直纸面，所以不垂直磁场，故小球不受洛伦兹力作用，D正确．
故选CD.
15．BD
【解析】
【详解】
由右手螺旋定则可知，导线P产生的磁场在直线OM处的方向斜向右下方，导线Q产生的磁场在直线OM处的方向斜向右上方，由平行四边形定则可知，直线OM处的合场强向右，与直线OM垂直，由左手定则可知，带负电的粒子所受洛伦兹力的方向垂直于纸面向外。
由表达式
可知，距离导线越远，磁感应强度越小，有表达式
可知，洛伦兹力越来越小，AC错误，BD正确。
故选BD。
16． S 磁场 洛仑兹力
【解析】
【详解】
[1]根据地理南极为磁北极，地理北极为磁南极可知，指南针指南的一端是S极；
[2] 磁体间是通过磁场发生相互作用的；
[3] 磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。
17． 正 负
【解析】
【详解】
[1][2]带电粒子在磁场中运动受到洛伦兹力，根据左手定则可知粒子带正电，粒子带负电。
18． 正电 不带电 负电
【解析】
【详解】
[1][2][3]．由左手定则可知，a向左偏转，可知a带正电；b不偏转，则b不带电；c向右偏转，可知c带负电．
19． 洛伦兹力 qvB 0
【解析】
【详解】
[1]．洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力，磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力；
[2]．洛伦兹力的大小的计算公式：F=qvBsinθ，其中θ是 B与v的夹角．若磁场对运动电荷的作用力大小为f=qvB，则电荷的运动方向与磁场方向应垂直．
[3]．当电荷的速度方向与磁场方向互相平行时，洛伦兹力大小等于0．
【点睛】
该题考查洛伦兹力的定义与洛伦兹力的大小的计算公式，要牢记洛伦兹力的计算公式的意义．
洛伦兹力的方向根据左手定则，洛伦兹力的大小的计算公式F=qvBsinθ，其中θ是B与v的夹角．
20．(1) ，垂直于速度指向左上方；(2)0；(3) ，垂直于速度指向左上方
【解析】
【详解】
(1)洛伦兹力的大小为
洛伦兹力的方向为：垂直于速度指向左上方
(2)洛伦兹力的大小为
(3)洛伦兹力的大小为
洛伦兹力的方向为：垂直于速度指向左上方
21．（1）导体棒AB受到的安培力方向水平向右；导体棒AB受到的安培力大小为0.1N；
（2）导体棒AB的加速度为10m/s2．
【解析】
【分析】
判断AB中的电流方向，再根据左手定则判断导体棒AB中受到的安培力方向．根据欧姆定律计算AB中的电流，再根据安培力F=BIL计算安培力大小．根据牛顿第二定律计算加速度．
【详解】
（1）导体棒AB中电流是从A到B，根据左手定则，导体棒AB受到的安培力水平向右．
根据欧姆定律，导体棒中的电流为：I==0.5A，
所以AB棒受到的安培力：F=BIL=1×0.5×0.2N=0.1N
（2）根据牛顿第二定律：F=ma，
所以导体棒AB的加速度：a==10m/s2；
22．（1）；（2）见解析
【解析】
【详解】
（1）设时间内通过导体横截面的电量为，有
（2）每个自由电子所受的洛伦兹力
设导体中共有个自由电子
导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和
由安培力公式，有
得
23．甲、乙同学看法错误，丙同学看法正确，原因见详解。
【解析】
【详解】
甲同学：根据洛伦力公式知，运动电荷是否受洛伦兹力不仅与B有关，还和θ有关。如果B和θ有一个为零，则f一定为零，但如果f为零，则不一定是B为零。故甲说法错误；
乙同学：因为洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，不会改变动能。粒子只受洛伦兹力时，根据物体做曲线运动的条件知，粒子一定做曲线运动，速度的方向发生改变，速度是矢量，所以速度会改变。故乙同学说法错误。
丙同学：一个电子穿过某一空间未发生偏转，可能粒子受合力为零，也可能不受力，也可能受力与速度在同一直线上，如果有相互正交的匀强磁场和匀强电场，电子受合力有可能为零，电子将做匀速直线运动，故丙同学说法正确。
答案第1页，共2页
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