1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 334.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-08 06:31:53 | ||
图片预览
文档简介
1.2、磁场对运动电荷的作用力
一、选择题（共16题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．电场线越密的地方电场越强；同样，磁感线越密的地方磁场越强
B．因为电场、磁场都是物质，所以电场线、磁感线都是客观存在的
C．电场对电荷总有电场力的作用，磁场对电荷总有洛伦兹力的作用
D．运动电荷在只有洛伦兹力的作用下沿磁感线运动
2．关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．带电粒子沿着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功
B．带电粒子逆着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做负功
C．带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子不做功
D．带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做功的情况与电荷的正负有关
3．下列各图标出了磁场方向、运动电荷速度方向以及电荷的受力方向，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．关于洛伦兹力，以下说法正确的是
A．洛伦兹力不能改变运动电荷的动能
B．运动电荷垂直进入磁场发生偏转，这是洛伦兹力对运动电荷做功的结果
C．运动电荷在某点不受洛伦兹力
D．只要速度大小相同，在同一磁场中运动电荷所受的洛伦兹力就一定相同
5．图中a、b、c为三根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等腰三角形的三个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带正电的粒子从底边中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
6．如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及电势高低判断正确的是( )
A．左侧电子较多，左侧电势较高
B．左侧电子较多，右侧电势较高
C．右侧电子较多，左侧电势较高
D．右侧电子较多，右侧电势较高
7．地球有一个较强的磁场，由于地磁场的作用，可以使从太阳发出的高能粒子流在射向地面时发生偏转，因此起到保护地球上的生命免受高能粒子流伤害的作用．已知地球赤道上空地磁场的磁感线方向是由南向北的，从太阳喷射出带正电的粒子垂直与地面射向赤道，在地磁场的作用下，这些质子偏转方向是
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
8．指南针常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面，它是中国古代四大发明之一，指南针的发明对人类的科学技术和文明的发展，都起了无可估量的作用。指南针主要利用地磁场对磁针的作用来工作，下列关于地磁场的说法正确的是（ ）
A．地磁场和磁感线都是实际存在的物质
B．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
C．运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功，做负功，或者不做功
D．磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上
9．在长直导线AB附近，有一带正电的小球由绝缘线悬挂在M点，如下图所示，当导线中有恒定电流通过时，下列说法中正确的是 （ ）
A．小球受到垂直纸面向里的磁场力
B．小球受到垂直纸面向外的磁场力
C．小球受到垂直于AB向右的磁场力
D．小球不受磁场力的作用
10．在下列各图中，洛伦兹力的方向表示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做（ ）
A．匀速直线运动
B．匀速圆周运动
C．加速减速交替的运动
D．来回振动
12．如图所示，一段金属导线接入电路，导线中就会产生恒定电场，恒定电场的基本性质与静电场相同，导线内的自由电子（-e）受电场力作用而加速，同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍，这样边碰撞边向前移动，可以认为电子向前运动受到的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，即可以表示成kv（k是常数）。则关于k的国际单位，下列说法正确的是（ ）
A．无单位 B．与单位相同
C．与单位相同 D．不能由kg、m、s组成
13．如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q（Q0） 的带电体，在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q（q0）、质量为m的小球自静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为2m的小球仍在A处自静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该小球
A．运动到B处的速度为零
B．在下落过程中加速度大小一直变小
C．向下运动了位移时速度最大
D．小球向下运动到B点时的速度为
14．关于洛伦兹力下列说法正确的是（ ）
A．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
B．运动电荷受到的洛伦兹力方向与所处位置处的磁场方向一定垂直
C．洛伦兹力公式适用一切方向运动的带电粒子
D．洛伦兹力对运动电荷一定不做功
15．一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中，不考虑其他力的作用，粒子在磁场中可能做（ ）
A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动 C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动
16．如图所示，一质量为m、电荷量为＋q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的（ ）
A．②③ B．①③
C．②④ D．①④
二、填空题
17．如图中，带电粒子进入匀强磁场，写出该粒子受到的洛伦兹力的方向。
甲方向为______，乙方向为______，丙方向为______，丁方向为______。
18．将一根长10cm、通有电流为2A的导线的一半垂直磁场方向放入匀强磁场中，已知磁感应强度大小为2T，则该通电导线所受安培力大小为______N；一电荷量为q=8.010-10C的带电粒子，以速度v=5m/s垂直磁感应强度方向射入匀强磁场中，磁感应强度的大小为10T，则该粒子所受洛伦兹力大小为______N。
19．在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线．若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q.则每个电荷所受的洛伦兹力FB＝___________，该段导线所受的安培力为FA＝___________.
20．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是______。若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向外的磁场，阴极射线将_______ （填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”）偏转。
三、综合题
21．在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度大小均为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，并说明洛伦兹力的方向。
（1） （2）
（3） （4）
22．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．
23．在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R＝1.8m，OA连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ＝37°。今有一质量m＝3.6×10－4kg、电荷量q＝＋9.0×10－4C的带电小球（可视为质点），以v0＝4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内，一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，不计空气阻力，求：
(1)匀强电场的场强E；
(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。
24．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．A
【详解】
电场线越密的地方电场越强；同样，磁感线越密的地方磁场越强，A正确；电场、磁场是客观存在的，但电场线、磁场线是人们为了形象的描述电场磁场引入的，是不存在的，B错误；电场对电荷总有电场力的作用，磁场对电荷不一定有洛伦兹力的作用，C错误；运动电荷在只有洛伦兹力的作用下垂直于磁感线运动，D错误，故选A.
2．C
【详解】
不管带电粒子沿什么方向进入磁场，如果粒子受到洛伦兹力，洛伦兹力总是跟速度垂直，不做功。
故选C。
3．B
【详解】
A．A图中洛伦兹力方向应该向上，故A错误；
B．B图中电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系符合左手定则，故B正确；
C．C图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故C错误；
D．D图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．根据左手定则可知，洛伦兹力始终与运动电荷的速度方向垂直，不做功，不会改变运动电荷的动能，故A正确。
B．运动电荷垂直进入磁场后发生偏转，这是洛伦兹力对运动电荷的作用效果，改变运动状态，不是做功的结果，故B错误。
C．运动电荷垂直进入磁场中后，一定受到洛伦兹力作用，平行进入磁场后，一定不受洛伦兹力作用，故C错误。
D．洛伦兹力大小为，根据左手定则可知，洛伦兹力始终与运动电荷的速度方向垂直，速度大小相同，同一磁场中运动电荷受到的洛伦兹力大小相等，方向不一定相同，故D错误。
故选A.
5．B
【详解】
根据右手螺旋定则，电流a在底边中心O点产生的磁场平行于bc向左，电流b在底边中心O点产生的磁场垂直bc边向下，电流c在底边中心O点产生的磁场垂直bc边向上；由于O点到电流b和电流c的距离相等，电流b和电流c的磁场在O点相互抵消，所以底边中心O点的合磁场方向向左。一带正电的粒子从底边中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，由左手定则可判定粒子受洛伦兹力的方向向下。
A.它受洛伦兹力的方向向上，与分析不一致，故A错误；
B.它受洛伦兹力的方向向下，与分析相一致，故B正确；
C.它受洛伦兹力的方向向左，与分析不一致，故C错误；
D.它受洛伦兹力的方向向右，与分析不一致，故D错误。
故选B.
6．B
【详解】
根据左手定则，由于电子带负电，所以四指指向电子运动的反方向，故可得电子受到向左的洛伦兹力，故左端负电荷较多，则电势较低，右侧电势较高。
故B正确。
7．A
【详解】
试题分析：地球赤道上空地磁场的磁感线方向由南向北，射向赤道的带正电粒子垂直于地面向下，根据左手定则可判断带正电的粒子受力向东，A正确．
8．D
【详解】
A．地磁场是实际存在的物质，磁感线是人们假想的曲线，选项A错误；
B．地球表面上只有在赤道处的地磁场方向与地面平行，选项B错误；
C．运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力与速度垂直，则对运动电荷不做功，选项C错误；
D．磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上，选项D正确。
故选D。
9．D
【详解】
试题分析：当导线中有电流通过时，导线周围会产生磁场，而电荷在磁场中不运动，故不会产生洛伦兹力的作用，所以小球不受磁场力，选项D正确．
10．A
【详解】
A．根据左手定则可以判断，正电荷受洛伦兹力向上，故A正确；
B．根据左手定则可以判断，负电荷受洛伦兹力向上，故B错误；
C．速度与磁场平行，不受洛伦兹力，故C错误；
D．根据左手定则可以判断，负电荷受洛伦兹力垂直纸面向外，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】
由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线，与电子的运动方向平行，则电子在磁场中不受洛伦兹力，电子重力又不计，则电子做匀速直线运动，A正确，BCD错误。
故选A。
12．C
【详解】
由可知k的单位是
与单位相同；
由洛伦兹力公式
可得
可知k与Bq单位相同，故ABD错误，C正确。
故选C。
13．D
【详解】
A、B项：质量为m点电荷，从静止释放后开始下落，库仑力越来越大，所以点电荷先加速后减速．则加速度先减小后增大．当到达B点时，点电荷停止．由动能定理可得：，得：，而当换成质量2m点电荷时，仍从原来位置静止释放，则点电荷先加速后减速．则加速度先减小后增大，设停止的位置为B′，则由动能定理可得：，所以则速度为零的位置在B点下方，故AB错误；
C项：速度最大位置，就是加速度为零的位置．即库仑力与重力相等的位置，当质量为2m时，设平衡位置距底部点电荷的距离为h0′则有：，所以则向下运动的位移，故C错误；
D项：点电荷从静止到B点，由动能定理可得：，而所以B点时的速度为，故D正确．
14．BD
【详解】
A．运动电荷在磁场中如果速度方向与磁场方向平行，运动电荷不受洛伦兹力，A错误；
B．运动电荷受到的洛伦兹力方向与所处位置处的磁场方向一定垂直，B正确；
C．洛伦兹力公式只适用于速度方向于磁场方向垂直的带电粒子，C错误；
D．洛伦兹力与速度方向垂直，所以对运动电荷一定不做功，D正确。
故选BD。
15．AD
【详解】
当粒子平行磁场方向射入磁场后，粒子不受磁场力作用，所以做匀速直线运动；当粒子垂直磁场射入时，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动；因为洛伦兹力只改变速度的方向，不会改变速度的大小，所以不可能做匀变速直线运动或者匀变速曲线运动。
故选AD。
16．BD
【详解】
试题分析：若在运动时，洛伦兹力恰好等于重力即Bvq=mg，此刻没有支持力，即也没有摩擦力，所以物体匀速直线运动，1图像有可能，所以排除AC．若速度较大，导致支持力向上，则摩擦力阻碍物体运动，导致速度变小，最终物体应该做匀速直线运动，所以4有可能．若洛伦兹力小于重力，则摩擦力使得速度越来越小，直到停止，3也有可能，答案为BD
17． 竖直向上 竖直向上 垂直纸面向外 垂直纸面向里
【详解】
根据左手定则，则粒子受洛伦兹力甲方向为竖直向上，乙方向为竖直向上，丙方向为垂直纸面向外，丁方向为垂直纸面向里。
18． 0.2N
【详解】
一根长10cm、通有电流为2A的导线的一半垂直磁场方向放入匀强磁场中,根据安培力公式可知：
电荷量为q=8.010-10C的带电粒子，以速度v=5m/s垂直磁感应强度方向射入匀强磁场中，根据洛伦兹力公式可求得：
19．qvB，NqvB
【详解】
试题分析：电荷的速度方向垂直磁场，根据洛伦兹力来公式可得，每个电荷受到的洛伦兹力为，N个电荷受到的磁场力和即为导线受到的安培力，所以，
20． 电子 向上
【详解】
由阴极射线管射出的为高速电子流；电子在阳极的作用下高速向阳极运动；因磁场向外，则由左手定则可得带电粒子向上运动。
21．见解析所示
【解析】
(1)图中因为⊥B，所以，，方向与v垂直斜向上；
(2)图中v与B的夹角为，取与B垂直的分量，故
方向垂直于纸面向里；
(3)图中由于与B平行，所以带电粒子不受洛伦兹力；
(4)图中与B垂直，故，方向与的方向垂直斜向左上方。
22．（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．
【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；
23．(1)3N/C (2)3.2×10－3N
【详解】
(1)当小球离开圆弧轨道后，对其受力分析如图所示：
由平衡条件得
代入数据解得
(2)小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中，由动能定理得
代入数据得
由
解得
分析小球射入圆弧轨道瞬间的受力情况，由牛顿第二定律得
代入数据得
由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力为
24．
【详解】
根据左手定则，可知洛伦兹力方向
答案第1页，共2页
一、选择题（共16题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．电场线越密的地方电场越强；同样，磁感线越密的地方磁场越强
B．因为电场、磁场都是物质，所以电场线、磁感线都是客观存在的
C．电场对电荷总有电场力的作用，磁场对电荷总有洛伦兹力的作用
D．运动电荷在只有洛伦兹力的作用下沿磁感线运动
2．关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．带电粒子沿着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功
B．带电粒子逆着磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做负功
C．带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子不做功
D．带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做功的情况与电荷的正负有关
3．下列各图标出了磁场方向、运动电荷速度方向以及电荷的受力方向，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．关于洛伦兹力，以下说法正确的是
A．洛伦兹力不能改变运动电荷的动能
B．运动电荷垂直进入磁场发生偏转，这是洛伦兹力对运动电荷做功的结果
C．运动电荷在某点不受洛伦兹力
D．只要速度大小相同，在同一磁场中运动电荷所受的洛伦兹力就一定相同
5．图中a、b、c为三根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于等腰三角形的三个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示，一带正电的粒子从底边中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
6．如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及电势高低判断正确的是( )
A．左侧电子较多，左侧电势较高
B．左侧电子较多，右侧电势较高
C．右侧电子较多，左侧电势较高
D．右侧电子较多，右侧电势较高
7．地球有一个较强的磁场，由于地磁场的作用，可以使从太阳发出的高能粒子流在射向地面时发生偏转，因此起到保护地球上的生命免受高能粒子流伤害的作用．已知地球赤道上空地磁场的磁感线方向是由南向北的，从太阳喷射出带正电的粒子垂直与地面射向赤道，在地磁场的作用下，这些质子偏转方向是
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
8．指南针常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面，它是中国古代四大发明之一，指南针的发明对人类的科学技术和文明的发展，都起了无可估量的作用。指南针主要利用地磁场对磁针的作用来工作，下列关于地磁场的说法正确的是（ ）
A．地磁场和磁感线都是实际存在的物质
B．地球表面上任意位置的地磁场方向都与地面平行
C．运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力可以对运动电荷做正功，做负功，或者不做功
D．磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上
9．在长直导线AB附近，有一带正电的小球由绝缘线悬挂在M点，如下图所示，当导线中有恒定电流通过时，下列说法中正确的是 （ ）
A．小球受到垂直纸面向里的磁场力
B．小球受到垂直纸面向外的磁场力
C．小球受到垂直于AB向右的磁场力
D．小球不受磁场力的作用
10．在下列各图中，洛伦兹力的方向表示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
11．电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做（ ）
A．匀速直线运动
B．匀速圆周运动
C．加速减速交替的运动
D．来回振动
12．如图所示，一段金属导线接入电路，导线中就会产生恒定电场，恒定电场的基本性质与静电场相同，导线内的自由电子（-e）受电场力作用而加速，同时由于与阳离子碰撞而受到阻碍，这样边碰撞边向前移动，可以认为电子向前运动受到的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，即可以表示成kv（k是常数）。则关于k的国际单位，下列说法正确的是（ ）
A．无单位 B．与单位相同
C．与单位相同 D．不能由kg、m、s组成
13．如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置．在管子的底部固定一电荷量为Q（Q0） 的带电体，在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q（q0）、质量为m的小球自静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零．现让一个电荷量为q、质量为2m的小球仍在A处自静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该小球
A．运动到B处的速度为零
B．在下落过程中加速度大小一直变小
C．向下运动了位移时速度最大
D．小球向下运动到B点时的速度为
14．关于洛伦兹力下列说法正确的是（ ）
A．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
B．运动电荷受到的洛伦兹力方向与所处位置处的磁场方向一定垂直
C．洛伦兹力公式适用一切方向运动的带电粒子
D．洛伦兹力对运动电荷一定不做功
15．一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中，不考虑其他力的作用，粒子在磁场中可能做（ ）
A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动 C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动
16．如图所示，一质量为m、电荷量为＋q的圆环可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的（ ）
A．②③ B．①③
C．②④ D．①④
二、填空题
17．如图中，带电粒子进入匀强磁场，写出该粒子受到的洛伦兹力的方向。
甲方向为______，乙方向为______，丙方向为______，丁方向为______。
18．将一根长10cm、通有电流为2A的导线的一半垂直磁场方向放入匀强磁场中，已知磁感应强度大小为2T，则该通电导线所受安培力大小为______N；一电荷量为q=8.010-10C的带电粒子，以速度v=5m/s垂直磁感应强度方向射入匀强磁场中，磁感应强度的大小为10T，则该粒子所受洛伦兹力大小为______N。
19．在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线．若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q.则每个电荷所受的洛伦兹力FB＝___________，该段导线所受的安培力为FA＝___________.
20．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是______。若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向外的磁场，阴极射线将_______ （填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”）偏转。
三、综合题
21．在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度大小均为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，并说明洛伦兹力的方向。
（1） （2）
（3） （4）
22．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．
23．在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R＝1.8m，OA连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ＝37°。今有一质量m＝3.6×10－4kg、电荷量q＝＋9.0×10－4C的带电小球（可视为质点），以v0＝4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内，一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，不计空气阻力，求：
(1)匀强电场的场强E；
(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。
24．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．A
【详解】
电场线越密的地方电场越强；同样，磁感线越密的地方磁场越强，A正确；电场、磁场是客观存在的，但电场线、磁场线是人们为了形象的描述电场磁场引入的，是不存在的，B错误；电场对电荷总有电场力的作用，磁场对电荷不一定有洛伦兹力的作用，C错误；运动电荷在只有洛伦兹力的作用下垂直于磁感线运动，D错误，故选A.
2．C
【详解】
不管带电粒子沿什么方向进入磁场，如果粒子受到洛伦兹力，洛伦兹力总是跟速度垂直，不做功。
故选C。
3．B
【详解】
A．A图中洛伦兹力方向应该向上，故A错误；
B．B图中电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系符合左手定则，故B正确；
C．C图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故C错误；
D．D图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．根据左手定则可知，洛伦兹力始终与运动电荷的速度方向垂直，不做功，不会改变运动电荷的动能，故A正确。
B．运动电荷垂直进入磁场后发生偏转，这是洛伦兹力对运动电荷的作用效果，改变运动状态，不是做功的结果，故B错误。
C．运动电荷垂直进入磁场中后，一定受到洛伦兹力作用，平行进入磁场后，一定不受洛伦兹力作用，故C错误。
D．洛伦兹力大小为，根据左手定则可知，洛伦兹力始终与运动电荷的速度方向垂直，速度大小相同，同一磁场中运动电荷受到的洛伦兹力大小相等，方向不一定相同，故D错误。
故选A.
5．B
【详解】
根据右手螺旋定则，电流a在底边中心O点产生的磁场平行于bc向左，电流b在底边中心O点产生的磁场垂直bc边向下，电流c在底边中心O点产生的磁场垂直bc边向上；由于O点到电流b和电流c的距离相等，电流b和电流c的磁场在O点相互抵消，所以底边中心O点的合磁场方向向左。一带正电的粒子从底边中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，由左手定则可判定粒子受洛伦兹力的方向向下。
A.它受洛伦兹力的方向向上，与分析不一致，故A错误；
B.它受洛伦兹力的方向向下，与分析相一致，故B正确；
C.它受洛伦兹力的方向向左，与分析不一致，故C错误；
D.它受洛伦兹力的方向向右，与分析不一致，故D错误。
故选B.
6．B
【详解】
根据左手定则，由于电子带负电，所以四指指向电子运动的反方向，故可得电子受到向左的洛伦兹力，故左端负电荷较多，则电势较低，右侧电势较高。
故B正确。
7．A
【详解】
试题分析：地球赤道上空地磁场的磁感线方向由南向北，射向赤道的带正电粒子垂直于地面向下，根据左手定则可判断带正电的粒子受力向东，A正确．
8．D
【详解】
A．地磁场是实际存在的物质，磁感线是人们假想的曲线，选项A错误；
B．地球表面上只有在赤道处的地磁场方向与地面平行，选项B错误；
C．运动电荷在地磁场中受到的洛伦兹力与速度垂直，则对运动电荷不做功，选项C错误；
D．磁针在地磁场的作用下可以自由转动，静止时保持在地磁场磁感线的切线方向上，选项D正确。
故选D。
9．D
【详解】
试题分析：当导线中有电流通过时，导线周围会产生磁场，而电荷在磁场中不运动，故不会产生洛伦兹力的作用，所以小球不受磁场力，选项D正确．
10．A
【详解】
A．根据左手定则可以判断，正电荷受洛伦兹力向上，故A正确；
B．根据左手定则可以判断，负电荷受洛伦兹力向上，故B错误；
C．速度与磁场平行，不受洛伦兹力，故C错误；
D．根据左手定则可以判断，负电荷受洛伦兹力垂直纸面向外，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】
由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线，与电子的运动方向平行，则电子在磁场中不受洛伦兹力，电子重力又不计，则电子做匀速直线运动，A正确，BCD错误。
故选A。
12．C
【详解】
由可知k的单位是
与单位相同；
由洛伦兹力公式
可得
可知k与Bq单位相同，故ABD错误，C正确。
故选C。
13．D
【详解】
A、B项：质量为m点电荷，从静止释放后开始下落，库仑力越来越大，所以点电荷先加速后减速．则加速度先减小后增大．当到达B点时，点电荷停止．由动能定理可得：，得：，而当换成质量2m点电荷时，仍从原来位置静止释放，则点电荷先加速后减速．则加速度先减小后增大，设停止的位置为B′，则由动能定理可得：，所以则速度为零的位置在B点下方，故AB错误；
C项：速度最大位置，就是加速度为零的位置．即库仑力与重力相等的位置，当质量为2m时，设平衡位置距底部点电荷的距离为h0′则有：，所以则向下运动的位移，故C错误；
D项：点电荷从静止到B点，由动能定理可得：，而所以B点时的速度为，故D正确．
14．BD
【详解】
A．运动电荷在磁场中如果速度方向与磁场方向平行，运动电荷不受洛伦兹力，A错误；
B．运动电荷受到的洛伦兹力方向与所处位置处的磁场方向一定垂直，B正确；
C．洛伦兹力公式只适用于速度方向于磁场方向垂直的带电粒子，C错误；
D．洛伦兹力与速度方向垂直，所以对运动电荷一定不做功，D正确。
故选BD。
15．AD
【详解】
当粒子平行磁场方向射入磁场后，粒子不受磁场力作用，所以做匀速直线运动；当粒子垂直磁场射入时，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动；因为洛伦兹力只改变速度的方向，不会改变速度的大小，所以不可能做匀变速直线运动或者匀变速曲线运动。
故选AD。
16．BD
【详解】
试题分析：若在运动时，洛伦兹力恰好等于重力即Bvq=mg，此刻没有支持力，即也没有摩擦力，所以物体匀速直线运动，1图像有可能，所以排除AC．若速度较大，导致支持力向上，则摩擦力阻碍物体运动，导致速度变小，最终物体应该做匀速直线运动，所以4有可能．若洛伦兹力小于重力，则摩擦力使得速度越来越小，直到停止，3也有可能，答案为BD
17． 竖直向上 竖直向上 垂直纸面向外 垂直纸面向里
【详解】
根据左手定则，则粒子受洛伦兹力甲方向为竖直向上，乙方向为竖直向上，丙方向为垂直纸面向外，丁方向为垂直纸面向里。
18． 0.2N
【详解】
一根长10cm、通有电流为2A的导线的一半垂直磁场方向放入匀强磁场中,根据安培力公式可知：
电荷量为q=8.010-10C的带电粒子，以速度v=5m/s垂直磁感应强度方向射入匀强磁场中，根据洛伦兹力公式可求得：
19．qvB，NqvB
【详解】
试题分析：电荷的速度方向垂直磁场，根据洛伦兹力来公式可得，每个电荷受到的洛伦兹力为，N个电荷受到的磁场力和即为导线受到的安培力，所以，
20． 电子 向上
【详解】
由阴极射线管射出的为高速电子流；电子在阳极的作用下高速向阳极运动；因磁场向外，则由左手定则可得带电粒子向上运动。
21．见解析所示
【解析】
(1)图中因为⊥B，所以，，方向与v垂直斜向上；
(2)图中v与B的夹角为，取与B垂直的分量，故
方向垂直于纸面向里；
(3)图中由于与B平行，所以带电粒子不受洛伦兹力；
(4)图中与B垂直，故，方向与的方向垂直斜向左上方。
22．（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．
【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；
23．(1)3N/C (2)3.2×10－3N
【详解】
(1)当小球离开圆弧轨道后，对其受力分析如图所示：
由平衡条件得
代入数据解得
(2)小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中，由动能定理得
代入数据得
由
解得
分析小球射入圆弧轨道瞬间的受力情况，由牛顿第二定律得
代入数据得
由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力为
24．
【详解】
根据左手定则，可知洛伦兹力方向
答案第1页，共2页