1.2洛伦兹力 同步练习（word版含答案）

1.2洛伦兹力同步练习
一、选择题（共15题）
1．在回旋加速器内，带电粒子在半圆形盒内经过半个周期所需的时间与下列哪个量有关（　　）
A．带电粒子运动的速度
B．带电粒子运动的轨道半径
C．带电粒子的质量和电荷量
D．带电粒子的电荷量和动能
2．下列各力中，一定不能对物体做功的是（　　）
A．库仑力 B．摩擦力 C．洛伦兹力 D．万有引力
3．如图所示，在矩形MNQP区域中有一垂直纸面向里匀强磁场．质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹．已知O是PQ的中点，不计粒子重力．从图示轨迹中可以判断( )
A．a粒子带负电，b粒子带正电
B．c粒子的动量大小大于a粒子的动量
C．b粒子运动的时间大于a粒子运动的时间
D．b粒子的加速度大于c粒子的加速度
4．下列说法中，正确的是（ ）
A．电荷在电场中一定受到电场力的作用，在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
B．同一电荷所受电场力大的地方，该处电场强度一定强
C．同一电荷所受洛伦兹力大的地方，该处磁感应强度一定强
D．电场强度为0的地方，电势也一定为0
5．如图所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为﹣q的带电粒子（重力不计）从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足（ ）
A．B＞ B．B＜ C．B＞ D．B＜
6．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法错误的是（ ）
A．三个粒子都带正电荷
B．c粒子速率最小
C．c粒子在磁场中运动时间最短
D．它们做圆周运动的周期Ta=Tb=Tc
7．如图所示，在一边长为a的正方形区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．两个相同的带电荷量为－q(q>0)的粒子，质量均为m，先后从P点和Q点以相同的速度v0沿垂直于边界方向射入磁场，两粒子在图中M点相遇．不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，已知PO=，QO=，OM=，则
A．带电粒子在磁场中运动的半径为
B．磁感应强度大小为
C．P、Q粒子射入磁场中的时间间隔为
D．Q粒子在磁场中运动的时间为
8．如图，阴极射线管水平放置，左端为阴极，右端为阳极，电子在高压作用下由阴极加速飞向阳极。如果将阴极射线管放入磁场中使射线向下偏转，则磁场方向为（　　）
A．垂直纸面向外 B．垂直纸面向里
C．平行纸面向左 D．平行纸面向上
9．在匀强磁场中，一个带电粒子只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场中，则（ ）
A．粒子的速率加倍，轨道半径减半 B．粒子的速率加倍，周期减半
C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4 D．粒子的速率不变，周期减半
10．如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（0<θ<π）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（　　）
A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越长
B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大
D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间不变
11．如图所示，磁场的两条边界的夹角为1=60°，顶点为A，两个初速度大小相同的两种带电粒子a和b都带负电，b粒子从与A点相距为L的O点沿垂直磁场方向竖直向上进入匀强磁场，a粒子的速度方向与b粒子速度方向间的夹角为2=30°，也从O点垂直磁场方向进入匀强磁场，两粒子均恰好没有从磁场的倾斜边界射出，最后打到屏P上，粒子的比荷用k=表示，不计重力，则两粒子的比荷的比值为（　　）
A． B． C． D．
12．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°．不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（ ）
A． B．
C． D．
13．如图所示，圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三个带电粒子 A、B、C 先后从 P 点以相同的速度沿 PO 方向射入磁场，分别从 a、b、c 三点射出磁场，三个粒子在磁场中运动的时间分别用 tA、tB、tC表示，三个粒子的比荷分别用 kA、kB、kC表示，三个粒子在该磁场中运动的周期分别用 TA、TB、TC表示， 下列说法正确的是（　　）
A．粒子 B 带正电 B．tA＜tB＜tC C．kA＜kB＜kC D．TA＞TB＞TC
14．有三束粒子，分别是质子（p）、氚核（）和α粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面向里），在下图的四个图中，能正确表示出这三粒子的运动轨迹的是（　　）
A． B． C． D．
15．如图所示，正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O点是cd边的中点．一个带正电的粒子（重力忽略不计）从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形区域内，经过时间t0刚好从c点射出磁场．现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成45°的方向（如图中虚线所示），以各种不同的速率射入正方形内，那么下列说法正确的是（　　）
A．若该带电粒子从ab边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0
B．若该带电粒子从bc边射出磁场，它在磁场中经历的时间可能是t0
C．若该带电粒子从cd边射出磁场，它在磁场中经历的时间一定是t0
D．该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出
二、填空题（共4题）
16．一束等离子体（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。
17．现有两种粒子氘核（）和粒子（），同时垂直进入同一匀强磁场做匀速圆周运动，轨道半径之比为，则它们进入磁场时的速率之比________，它们做圆周运动的周期之比_______.
18．关键环节题组：如图所示,平行板电容器的板间距和板长均是L,有一带电粒子(质量为、电荷量为-)从电容器左上角边缘以初速度平行上板打入，能从另一侧打出，求：
（1）带电粒子在匀强磁场中的最小半径____________
（2）两板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，的范围 __________________
（3）两板间有垂直两板向上的匀强电场，电场强度为，的范围 _____
19．磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：
（1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）．
A．平行于南北方向，位于小磁针上方
B．平行于东西方向，位于小磁针上方
C．平行于东南方向，位于小磁针下方
D．平行于西南方向，位于小磁针下方
（2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号）
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
（3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.
三、综合题（共4题）
20．如图所示，y轴上A点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里有一电子（质量为m、电荷量为）从A点以初速度沿着x轴正方向射入磁场区域，并从x轴上的B点射出磁场区域，此时速度方向与x轴正方向之间的夹角为60°求：
⑴磁场的磁感应强度大小；
⑵电子在磁场中运动的时间。
21．如图所示，在x轴上方有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．x轴下方有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为－q的带电粒子(不计重力)，从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出．求：
(1)射出之后经多长时间粒子第二次到达x轴？
(2)粒子第二次到达x轴时离O点的距离．
22．如图所示，在光滑的水平地面上建立直角坐标系xOy，0＜x＜2L的区域内有一沿y轴正方向的匀强电场，x＞2L的区域内有一竖直向上的匀强磁场．x轴的负半轴上固定一 弹射装置，弹簧的自由端刚好位于坐标原点．某时刻，将一带正电的小球压缩弹簧装入弹射装置，小球被弹射后以速度v0进入电场；之后的另一时刻，另一质量相同的带负电小球也被弹射后以同样的速度进入电场，其进入磁场边界时的坐标为（2L，-L）．负电小球所带电荷量大小是正电小球的3倍，它们在磁场中分别运动半周后在某点相遇，不计两小球之间的相互作用，求：
（1）负电小球进入磁场边界时速度方向与y轴负方向的夹角；
（2）两小球在磁场中相遇时的位置坐标；
（3）两小球先后进入电场的时间差．
23．试判断图示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．B
5．B
6．B
7．D
8．B
9．D
10．D
11．A
12．A
13．B
14．C
15．B
16． 正 负
17． 1：2 1：1
18． （1）L （2）v0≥ （3）v0≥
19． A 逆时针 B 吸引 排斥
20．（1）；（2）
21．(1) 　(2)
22．（1） , （2）(3L，- )(3)
23．
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