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 | 575.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-11 06:58:46 | ||
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文档简介
课时2磁场对运动电荷的作用力第一章安培力和洛伦兹力2021_2022学年高二物理选择性必修第二册（人教版2019）
一、单选题，共10小题
1．一带电粒子在匀强磁场中沿磁感线方向运动，现将磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力（ ）
A．增大两倍 B．增大一倍 C．减小一半 D．仍然为零
2．如图所示，一个带电荷量为的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ ）
A．使B的数值增大 B．使磁场以速率向上移动
C．使磁场以速率向右移动 D．使磁场以速率向左移动
3．如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，为距离两极板相等且平行两极板的直线。一质量为m，电荷量为的带电粒子，以速度从O点射入，沿方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是（ ）
A．电荷量为的粒子以从O点沿方向射入时，不能匀速通过场区
B．电荷量为2q的粒子以从O点沿方向射入时，不能匀速通过场区
C．保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，则粒子仍能匀速通过场区
D．粒子以速度从右侧的O点沿方向射入，粒子仍能匀速通过场区
4．如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的两小孔中，为连线中点，连线上两点关于点对称．导线均通有大小相等、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，式中是常数、是导线电流大小、为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度从点出发沿连线运动到点。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．小球做变加速直线运动
C．小球对桌面的压力先减小后增大
D．小球对桌面的压力一直在增大
6．在如图所示的平行板器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直，一带电粒子（重力不计）从左端以速度沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（ ）
A．一定带正电
B．速度
C．若速度，粒子在板间的运动是类平抛运动
D．若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线运动
7．在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下、匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从点以初速度水平抛出，小球着地时的速度为，在空中的飞行时间为。若将磁场撤除，其他条件均不变，那么小球着地时的速度为，在空中飞行的时间为，小球所受空气阻力可忽略不计。则关于和和的大小比较，以下判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，在一挡板MN的上方，有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．P为MN上的一个粒子发射源，它能连续垂直磁场方向发射速率为v、质量为m、带电量为q的粒子，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，粒子打到挡板上时均被挡板吸收．则在垂直于磁场的平面内，有粒子经过的区域面积是
A． B． C． D．
9．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场方向喷入磁场。将P、Q与电阻R相连接。下列说法正确的是（ ）
A．P板的电势低于Q板的电势
B．通过R的电流方向由b指向a
C．若只改变磁场强弱，则通过R的电流保持不变
D．若只增大粒子入射速度，则通过R的电流增大
10．如图所示为污水流量监测装置示意图，两块面积均为S的矩形金属极板M、N水平放置，板间距离为d，在两板间有一垂直于纸面向里的匀强磁场。污水以速度v从两板间向右流过，两板用导线与理想电压表相连，则（ ）
A．电压表“+”接线柱接金属极板N
B．电压表的示数与极板面积S无关
C．其他条件不变，只增加板间距离d时电压表示数变小
D．污水中离子浓度越大，电压表的示数越大
二、多选题，共4小题
11．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是（ ）
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变
12．垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是下图中的（ ）
A． B． C． D．
13．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子带负电
D．粒子带正电
14．如图所示，在匀强磁场中，有一长为l的悬线，一端固定于O点，另一端挂一质量为m、带电荷量为的小球，将小球与悬线先后两次拉至与磁感线垂直且等高的左、右两侧的水平位置，由静止释放，已知小球通过最低位置时悬线的拉力之差为2mg，重力加速度为g，小球先后两次通过最低点时，相同的物理量有（ ）
A．小球受到的洛伦兹力 B．小球的加速度
C．小球的动能 D．小球的动量
三、填空题，共4小题
15．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______。
16．下列图中洛伦兹力的方向向右( )
17．如图所示为一束粒子沿Ob方向垂直射入垂直纸面向里的匀强磁场，在磁场中分为a、b、c三束，其中a、c发生偏转，b不发生偏转，不计粒子的重力，判断各粒子的电性：a带________电，b带________电，c带________电（填正电、负电或不带电）
18．阴极射线管（A为其阴极），当放在与AB平行的磁场中时，电子束的运动轨迹___________偏转，当放在如图所示的蹄形磁铁的N、S两极间时，电子束的运动轨迹___________偏转。（填“向上”、“向下”或“不”）
四、解答题，共4小题
19．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。
20．我们已经知道，垂直于匀强磁场磁感线的通电导线所受的安培力，由此，我们用来定义磁感应强度。同样，运动方向垂直于匀强磁场磁感线的带电粒子所受的洛伦兹力，由此也可以用洛伦兹力来定义磁感应强度，这样得到磁感应强度的定义式是怎样的？把这个定义式与电场强度的定义式进行对比，这两个定义式的差别在哪里？通过对这两个定义式的对比，你能获得哪些认识？
21．如图所示，一表面粗糙的倾角的绝缘斜面，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度。一质量、电荷量的带正电物体（可视为质点）从斜面上的某点由静止开始下滑，斜面足够长，物体在下滑过程中克服摩擦力做的功。g取，，，试求：
(1)物体在斜面上运动的最大速率；
(2)物体沿斜面下滑的最大距离。
22．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
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
【解析】
ABCD．因为带电粒子在匀强磁场中的运动方向与磁场平行，所以无论磁感应强度是多大，带电粒子所受的洛伦兹力都是零，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．D
【解析】
A．使带电体对水平绝缘面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好与重力平衡。静止带电体在静止磁场里不受洛伦兹力，故A错误；
B．磁场向上移动时，带电体相对磁场向下运动，带电体受到的洛伦兹力水平向右，不可能与重力平衡，故B错误；
C．磁场以速率v向右移动时，带电体相对磁场以速率v向左运动，此时带电体受到的洛伦兹力竖直向下，不可能与重力平衡，故C错误；
D．磁场以速率v向左移动时，带电体相对磁场以速率v向右运动，此时带电体受到的洛伦兹力竖直向上，当
即
时，带电体对绝缘水平面无压力，故D正确。
故选D。
3．C
【解析】
AB．由题意知带正电的粒子能从左向右匀速通过场区，则竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力平衡，有
解得
可知平衡条件与电荷量的多少无关，因此电荷量为和2q的粒子以入射，都能从左向右匀速通过场区，故AB错误；
C．当电场方向与磁场方向都与原来相反时，粒子所受电场力和洛伦兹力的方向仍相反，所以粒子以从O点沿方向射入时仍能匀速通过场区，故C正确；
D．若粒子以速率从右侧的点沿方向射入，粒子受到竖直向下的电场力与竖直向下的洛伦兹力，不能平衡，因此不能匀速通过场区，故D错误。
故选C。
4．C
【解析】
A．由左手定则判可知A图电荷所受洛伦兹力向下，A选项错误；
B．B图电荷的运动方向与磁感应强度方向平行不受洛伦兹力，B选项错误；
C．由左手定则判可知C图电荷所受洛伦兹力向下，C选项正确；
D．由左手定则判可知D图电荷所受洛伦兹力向左，D选项错误。
故选C。
5．D
【解析】
根据安培定则可知，处的磁场方向垂直于向里，处的磁场方向垂直于向外，磁感应强度大小先减小，过点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力开始方向向上且减小，过点后方向向下且增大，由此可知，小球在水平方向不受外力，小球将做匀速直线运动，在处，根据
磁感应强度大小先减小，压力在增大，在处，根据
磁感应强度大小逐渐增大，所以根据牛顿第三定律小球对桌面的压力一直在增大。
故选D。
6．B
【解析】
A．若粒子带负电，则受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力，可以做直线运动；若粒子带正电，受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，可以做直线运动，故A错误；
B．因为粒子做直线运动，所以在竖直方向上合力为零，故
解得
故B正确；
C．若
则
使粒子偏转，做曲线运动，但洛伦兹力方向不断变化，故合力不恒定，不是类平抛运动，故C错误；
D．此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
因为洛伦兹力对小球永远不做功，则根据动能定理，磁场存在与否，重力和电场力对小球做功相同，由
得小球着地时的速率都应该是相等的，即
存在磁场时，小球就要受到向右上方的洛伦兹力，有竖直向上的分力，由
得小球在竖直方向的加速度小于没有磁场时的加速度，在空中飞行的时间要更长些，即
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．C
【解析】
由题意可知粒子在磁场中的运动半径，所有粒子在磁场中半径相同，
由图可知，由O点射入水平向右的粒子恰好应为最右端边界；随着粒子的速度方向偏转，粒子转动的轨迹圆可认为是以O点为圆心以2R为半径转动．如图所示：
由几何图形可知，带电粒子可能经过的区域的面积为：，故C正确， ABD错误．
9．D
【解析】
AB．等离子体进入磁场，根据左手定则可知带正电荷的粒子向上偏，打在上极板上，带负电荷的粒子向下偏，打在下极板上。所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻的电流方向由a指向b，故AB错误；
CD．当P、Q之间电势差稳定时，粒子所受电场力等于洛伦兹力，则有
得
由闭合电路欧姆定律得
由该式可知，若只改变磁场强弱，则通过R的电流改变，若只增大粒子入射速度，则R中电流会增大，C错误，D正确。
故选D。
10．B
【解析】
A．由左手定则知正离子向上偏转，所以M带正电，则电压表“+”接线柱接金属极板M，故A错误；
BD．两板间电压稳定时满足
所以
与离子浓度无关，与极板面积S无关，故B正确，D错误；
C．由两板间电压稳定时为
可知，水流速度不变，只增加板间距离d时电压表示数变大，故C错误。
故选B。
11．BD
【解析】
A．速度大小相同方向不相同，所受洛伦兹力大小相等方向不相同，洛伦兹力不相同，A错误；
B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变，B正确；
C．根据左手定则，洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向不一定与电荷运动方向垂直，C错误；
D．因为洛伦兹力的方向始终与粒子的运动方向垂直，则洛伦兹力始终不做功，粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变，D正确。
故选BD。
12．BC
【解析】
若该离子带正电，进入匀强磁场，洛伦兹力方向沿y轴正方向，则向上偏转，且轨迹与速度相切。若该离子带负电，洛伦兹力方向沿y轴负方向，离子向下偏转，轨迹与速度相切。故BC正确，AD错误。
故选BC。
13．AC
【解析】
试题分析：粒子在云室中运动时，速度逐渐减小，根据可知其运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由a到b，故A正确，B错误；运动方向由a到b，磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧，故由左手定则可知该电荷带负电，故C正确，D错误．故选AC．
考点：左手定则
14．BC
【解析】
小球先后两次经过最低点时速度大小相等、方向相反，动能相等、动量大小相等但方向相反。由左手定则可知小球先后两次受到的洛伦兹力大小相等，方向相反。小球的加速度为圆周运动的向心加速度，由
可知先后两次小球的向心加速度相同。
故BC正确，AD错误。
故选BC。
15． 竖直向上 竖直向上 垂直纸面向外 垂直纸面向里
【解析】
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。
16．正确
【解析】
由左手定则可知，图中洛伦兹力的方向向右，则原题说法正确。
17． 正 不带 负
【解析】
根据左手定则，a带正电；
b不偏转，不受洛伦兹力，不带电；
根据左手定则， c带负电。
18． 不 向下
【解析】
阴极射线管放在与AB平行的磁场中时，电子束不受洛伦兹力作用，则运动轨迹不偏转；
当放在如图所示的蹄形磁铁的N、S两极间时，由左手定则可知，电子束受向下的洛伦兹力，则电子束的运动轨迹向下偏转。
19．(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】
(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
20．见解析
【解析】
根据洛伦兹力
则用洛伦兹力来定义磁感应强度为
磁场强度是描述磁场力的性质的物理量，它的方向是小磁针静止时N极的受力方向。
电场强度的定义式
电场强度是描述电场力的性质的物理量，它的方向与正电荷的受力方向相同。
认识：它们大小与本身属性有关，与放入其中的试探电荷和带电粒子无关。
21．(1)4m/s； (2)2m
【解析】
(1)物体下滑过程中，受到方向垂直斜面向上的洛伦兹力且逐渐增大，当洛伦兹力等于重力沿垂直斜面向下的分力时，物体恰好脱离斜面，此时物体的速率为在斜面上运动的最大速率。
物体恰好脱离斜面时需满足的条件为
解得最大速率
(2)由于洛伦兹力不做功，物体沿斜面下滑过程，
根据动能定理得
解得
物体沿斜面下滑的最大距离
22．甲、乙同学看法错误，丙同学看法正确，原因见详解。
【解析】
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、单选题，共10小题
1．一带电粒子在匀强磁场中沿磁感线方向运动，现将磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力（ ）
A．增大两倍 B．增大一倍 C．减小一半 D．仍然为零
2．如图所示，一个带电荷量为的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ ）
A．使B的数值增大 B．使磁场以速率向上移动
C．使磁场以速率向右移动 D．使磁场以速率向左移动
3．如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，为距离两极板相等且平行两极板的直线。一质量为m，电荷量为的带电粒子，以速度从O点射入，沿方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是（ ）
A．电荷量为的粒子以从O点沿方向射入时，不能匀速通过场区
B．电荷量为2q的粒子以从O点沿方向射入时，不能匀速通过场区
C．保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，则粒子仍能匀速通过场区
D．粒子以速度从右侧的O点沿方向射入，粒子仍能匀速通过场区
4．如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的两小孔中，为连线中点，连线上两点关于点对称．导线均通有大小相等、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，式中是常数、是导线电流大小、为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度从点出发沿连线运动到点。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．小球做变加速直线运动
C．小球对桌面的压力先减小后增大
D．小球对桌面的压力一直在增大
6．在如图所示的平行板器件中，电场强度和磁感应强度相互垂直，一带电粒子（重力不计）从左端以速度沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（ ）
A．一定带正电
B．速度
C．若速度，粒子在板间的运动是类平抛运动
D．若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线运动
7．在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下、匀强磁场方向水平向里。现将一个带正电的金属小球从点以初速度水平抛出，小球着地时的速度为，在空中的飞行时间为。若将磁场撤除，其他条件均不变，那么小球着地时的速度为，在空中飞行的时间为，小球所受空气阻力可忽略不计。则关于和和的大小比较，以下判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，在一挡板MN的上方，有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．P为MN上的一个粒子发射源，它能连续垂直磁场方向发射速率为v、质量为m、带电量为q的粒子，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，粒子打到挡板上时均被挡板吸收．则在垂直于磁场的平面内，有粒子经过的区域面积是
A． B． C． D．
9．如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体（高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场方向喷入磁场。将P、Q与电阻R相连接。下列说法正确的是（ ）
A．P板的电势低于Q板的电势
B．通过R的电流方向由b指向a
C．若只改变磁场强弱，则通过R的电流保持不变
D．若只增大粒子入射速度，则通过R的电流增大
10．如图所示为污水流量监测装置示意图，两块面积均为S的矩形金属极板M、N水平放置，板间距离为d，在两板间有一垂直于纸面向里的匀强磁场。污水以速度v从两板间向右流过，两板用导线与理想电压表相连，则（ ）
A．电压表“+”接线柱接金属极板N
B．电压表的示数与极板面积S无关
C．其他条件不变，只增加板间距离d时电压表示数变小
D．污水中离子浓度越大，电压表的示数越大
二、多选题，共4小题
11．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是（ ）
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变
12．垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是下图中的（ ）
A． B． C． D．
13．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是
A．粒子先经过a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子带负电
D．粒子带正电
14．如图所示，在匀强磁场中，有一长为l的悬线，一端固定于O点，另一端挂一质量为m、带电荷量为的小球，将小球与悬线先后两次拉至与磁感线垂直且等高的左、右两侧的水平位置，由静止释放，已知小球通过最低位置时悬线的拉力之差为2mg，重力加速度为g，小球先后两次通过最低点时，相同的物理量有（ ）
A．小球受到的洛伦兹力 B．小球的加速度
C．小球的动能 D．小球的动量
三、填空题，共4小题
15．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______。
16．下列图中洛伦兹力的方向向右( )
17．如图所示为一束粒子沿Ob方向垂直射入垂直纸面向里的匀强磁场，在磁场中分为a、b、c三束，其中a、c发生偏转，b不发生偏转，不计粒子的重力，判断各粒子的电性：a带________电，b带________电，c带________电（填正电、负电或不带电）
18．阴极射线管（A为其阴极），当放在与AB平行的磁场中时，电子束的运动轨迹___________偏转，当放在如图所示的蹄形磁铁的N、S两极间时，电子束的运动轨迹___________偏转。（填“向上”、“向下”或“不”）
四、解答题，共4小题
19．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。
20．我们已经知道，垂直于匀强磁场磁感线的通电导线所受的安培力，由此，我们用来定义磁感应强度。同样，运动方向垂直于匀强磁场磁感线的带电粒子所受的洛伦兹力，由此也可以用洛伦兹力来定义磁感应强度，这样得到磁感应强度的定义式是怎样的？把这个定义式与电场强度的定义式进行对比，这两个定义式的差别在哪里？通过对这两个定义式的对比，你能获得哪些认识？
21．如图所示，一表面粗糙的倾角的绝缘斜面，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度。一质量、电荷量的带正电物体（可视为质点）从斜面上的某点由静止开始下滑，斜面足够长，物体在下滑过程中克服摩擦力做的功。g取，，，试求：
(1)物体在斜面上运动的最大速率；
(2)物体沿斜面下滑的最大距离。
22．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
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
【解析】
ABCD．因为带电粒子在匀强磁场中的运动方向与磁场平行，所以无论磁感应强度是多大，带电粒子所受的洛伦兹力都是零，故D正确，ABC错误。
故选D。
2．D
【解析】
A．使带电体对水平绝缘面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好与重力平衡。静止带电体在静止磁场里不受洛伦兹力，故A错误；
B．磁场向上移动时，带电体相对磁场向下运动，带电体受到的洛伦兹力水平向右，不可能与重力平衡，故B错误；
C．磁场以速率v向右移动时，带电体相对磁场以速率v向左运动，此时带电体受到的洛伦兹力竖直向下，不可能与重力平衡，故C错误；
D．磁场以速率v向左移动时，带电体相对磁场以速率v向右运动，此时带电体受到的洛伦兹力竖直向上，当
即
时，带电体对绝缘水平面无压力，故D正确。
故选D。
3．C
【解析】
AB．由题意知带正电的粒子能从左向右匀速通过场区，则竖直向上的洛伦兹力与竖直向下的电场力平衡，有
解得
可知平衡条件与电荷量的多少无关，因此电荷量为和2q的粒子以入射，都能从左向右匀速通过场区，故AB错误；
C．当电场方向与磁场方向都与原来相反时，粒子所受电场力和洛伦兹力的方向仍相反，所以粒子以从O点沿方向射入时仍能匀速通过场区，故C正确；
D．若粒子以速率从右侧的点沿方向射入，粒子受到竖直向下的电场力与竖直向下的洛伦兹力，不能平衡，因此不能匀速通过场区，故D错误。
故选C。
4．C
【解析】
A．由左手定则判可知A图电荷所受洛伦兹力向下，A选项错误；
B．B图电荷的运动方向与磁感应强度方向平行不受洛伦兹力，B选项错误；
C．由左手定则判可知C图电荷所受洛伦兹力向下，C选项正确；
D．由左手定则判可知D图电荷所受洛伦兹力向左，D选项错误。
故选C。
5．D
【解析】
根据安培定则可知，处的磁场方向垂直于向里，处的磁场方向垂直于向外，磁感应强度大小先减小，过点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力开始方向向上且减小，过点后方向向下且增大，由此可知，小球在水平方向不受外力，小球将做匀速直线运动，在处，根据
磁感应强度大小先减小，压力在增大，在处，根据
磁感应强度大小逐渐增大，所以根据牛顿第三定律小球对桌面的压力一直在增大。
故选D。
6．B
【解析】
A．若粒子带负电，则受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力，可以做直线运动；若粒子带正电，受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，可以做直线运动，故A错误；
B．因为粒子做直线运动，所以在竖直方向上合力为零，故
解得
故B正确；
C．若
则
使粒子偏转，做曲线运动，但洛伦兹力方向不断变化，故合力不恒定，不是类平抛运动，故C错误；
D．此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
因为洛伦兹力对小球永远不做功，则根据动能定理，磁场存在与否，重力和电场力对小球做功相同，由
得小球着地时的速率都应该是相等的，即
存在磁场时，小球就要受到向右上方的洛伦兹力，有竖直向上的分力，由
得小球在竖直方向的加速度小于没有磁场时的加速度，在空中飞行的时间要更长些，即
故C正确，ABD错误。
故选C。
8．C
【解析】
由题意可知粒子在磁场中的运动半径，所有粒子在磁场中半径相同，
由图可知，由O点射入水平向右的粒子恰好应为最右端边界；随着粒子的速度方向偏转，粒子转动的轨迹圆可认为是以O点为圆心以2R为半径转动．如图所示：
由几何图形可知，带电粒子可能经过的区域的面积为：，故C正确， ABD错误．
9．D
【解析】
AB．等离子体进入磁场，根据左手定则可知带正电荷的粒子向上偏，打在上极板上，带负电荷的粒子向下偏，打在下极板上。所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻的电流方向由a指向b，故AB错误；
CD．当P、Q之间电势差稳定时，粒子所受电场力等于洛伦兹力，则有
得
由闭合电路欧姆定律得
由该式可知，若只改变磁场强弱，则通过R的电流改变，若只增大粒子入射速度，则R中电流会增大，C错误，D正确。
故选D。
10．B
【解析】
A．由左手定则知正离子向上偏转，所以M带正电，则电压表“+”接线柱接金属极板M，故A错误；
BD．两板间电压稳定时满足
所以
与离子浓度无关，与极板面积S无关，故B正确，D错误；
C．由两板间电压稳定时为
可知，水流速度不变，只增加板间距离d时电压表示数变大，故C错误。
故选B。
11．BD
【解析】
A．速度大小相同方向不相同，所受洛伦兹力大小相等方向不相同，洛伦兹力不相同，A错误；
B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变，B正确；
C．根据左手定则，洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向不一定与电荷运动方向垂直，C错误；
D．因为洛伦兹力的方向始终与粒子的运动方向垂直，则洛伦兹力始终不做功，粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变，D正确。
故选BD。
12．BC
【解析】
若该离子带正电，进入匀强磁场，洛伦兹力方向沿y轴正方向，则向上偏转，且轨迹与速度相切。若该离子带负电，洛伦兹力方向沿y轴负方向，离子向下偏转，轨迹与速度相切。故BC正确，AD错误。
故选BC。
13．AC
【解析】
试题分析：粒子在云室中运动时，速度逐渐减小，根据可知其运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由a到b，故A正确，B错误；运动方向由a到b，磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧，故由左手定则可知该电荷带负电，故C正确，D错误．故选AC．
考点：左手定则
14．BC
【解析】
小球先后两次经过最低点时速度大小相等、方向相反，动能相等、动量大小相等但方向相反。由左手定则可知小球先后两次受到的洛伦兹力大小相等，方向相反。小球的加速度为圆周运动的向心加速度，由
可知先后两次小球的向心加速度相同。
故BC正确，AD错误。
故选BC。
15． 竖直向上 竖直向上 垂直纸面向外 垂直纸面向里
【解析】
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。
16．正确
【解析】
由左手定则可知，图中洛伦兹力的方向向右，则原题说法正确。
17． 正 不带 负
【解析】
根据左手定则，a带正电；
b不偏转，不受洛伦兹力，不带电；
根据左手定则， c带负电。
18． 不 向下
【解析】
阴极射线管放在与AB平行的磁场中时，电子束不受洛伦兹力作用，则运动轨迹不偏转；
当放在如图所示的蹄形磁铁的N、S两极间时，由左手定则可知，电子束受向下的洛伦兹力，则电子束的运动轨迹向下偏转。
19．(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】
(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
20．见解析
【解析】
根据洛伦兹力
则用洛伦兹力来定义磁感应强度为
磁场强度是描述磁场力的性质的物理量，它的方向是小磁针静止时N极的受力方向。
电场强度的定义式
电场强度是描述电场力的性质的物理量，它的方向与正电荷的受力方向相同。
认识：它们大小与本身属性有关，与放入其中的试探电荷和带电粒子无关。
21．(1)4m/s； (2)2m
【解析】
(1)物体下滑过程中，受到方向垂直斜面向上的洛伦兹力且逐渐增大，当洛伦兹力等于重力沿垂直斜面向下的分力时，物体恰好脱离斜面，此时物体的速率为在斜面上运动的最大速率。
物体恰好脱离斜面时需满足的条件为
解得最大速率
(2)由于洛伦兹力不做功，物体沿斜面下滑过程，
根据动能定理得
解得
物体沿斜面下滑的最大距离
22．甲、乙同学看法错误，丙同学看法正确，原因见详解。
【解析】
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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