1.2磁场对运动电荷的作用力（Word版含答案）

1.2 磁场对运动电荷的作用力
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲所示磁感线分布可知，直导线中的电流方向是向下的
B．如图乙所示，若长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受力的大小为F，则该处磁感应强必为
C．如图丙所示，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动时，会在线圈中产生感应电流
D．如图丁所示，绕虚线轴转动的线圈平面S转到与匀强磁场的磁感线平行的位置时，穿过此线圈平面的磁通量为0
2．下列说法正确的是（　　）
A．由公式可知：电场中某点的场强与电荷所受电场力F成正比，与电荷所带电荷量q成反比
B．电源电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能的本领大小的物理量
C．一小段通电导线在某处不受磁场力，说明该处磁感应强度为零
D．因为洛伦兹力对运动电荷不做功，所以安培力对运动导体也不做功
3．在赤道的上空，设想有一束自东向西运动的电子流。因受地磁场的作用。它将（　　）
A．向东偏转 B．向西偏转 C．向上偏转 D．向下偏转
4．关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是（　　）
A．只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同
B．两种力的方向均可以用左手定则判断
C．通电导线在磁场中受到的安培力为零，则该处磁场强度为零
D．洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，因此安培力也不做功
5．在地球赤道上，某放射源产生的一束α粒子（即氦原子核、带正点粒子）沿竖直向上的方向射出，考虑到地磁场的影响，这一束α粒子的运动轨迹将
A．向东偏转 B．向西偏转 C．向南偏转 D．向北偏转
6．带正电粒子所受的洛伦兹力方向与磁场方向、粒子运动方向的关系，下列图示正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，一个带负电的粒子沿着逆时针方向作匀速圆周运动，则此粒子的运动
A．在圆周外侧不产生磁场
B．圆心处的磁场方向垂直纸面向里
C．圆心处的磁场方向垂直纸面向外
D．在圆周内部不产生磁场
8．带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是（　　）
A．油滴必带正电荷，电荷量为 B．油滴必带负电荷，比荷＝
C．油滴必带正电荷，电荷量为 D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝
9．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图．初速度不计的电子经加速电场加速后进入有限边界的匀强磁场中发生偏转，最后打在荧光屏上．如果发现电视画面幅度与正常的相比偏小，则引起这种现象的可能原因是(　　)
A．电子枪发射能力减弱，电子数减少
B．加速电场的电压过低，电子速率偏小
C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少
D．偏转线圈中电流过大，偏转磁场增强
二、多选题
10．如图所示，两根平行长直导线相距2l，通有大小相等、方向相同的恒定电流；a、b、c是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是（　　）
A．a处的磁感应强度大小比c处的小
B．b、c两处的磁感应强度大小相等
C．a、c两处的磁感应强度方向相反
D．b处的磁感应强度为零
11．某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，带电小球沿如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动，此空间同时存在由A指向B的匀强磁场，则下列说法正确的是(　　)
A．小球一定带正电 B．小球可能做匀速直线运动
C．带电小球一定做匀加速直线运动 D．运动过程中，小球的机械能增大
12．如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使小球从轨道上的较低点开始下滑，经P点进入板间后，在板间运动过程中（　　）
A．小球动能将会增大
B．小球电势能将会增大
C．小球所受洛仑兹力将会增大
D．因不知小球带电性质，无法判断小球的动能如何变化
13．来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光．带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光．极光的光谐线波长范围约为310nm～670nm,据此推断以下说法正确的是
A．极光光谐线频率的数量级约为1012Hz
B．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关
C．原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光
D．对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．根据磁感线分布，由安培定则可知，直导线中的电流方向是向上的，A错误；
B．只有通电导线与磁场方向垂直时，安培力
该处没有指明通电导线与磁场方向垂直，则该处磁感应强不一定为
B错误；
C．如图，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化，虽然做切割磁感线运动，线圈中不会产生感应电流，C错误；
D．绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时磁场与线圈平面平行，穿过此线圈平面的磁通量为0，D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【详解】
A．电场中某点的场强由电场本身决定，与电荷所受电场力F和电荷所带电荷量q均无关，故A错误；
B．电源电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能的本领大小的物理量，故B正确；
C．一小段通电导线在某处不受磁场力，有可能是导线平行于磁感线放置，而该处磁感应强度不一定为零，故C错误；
D．洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，而安培力并不是始终与导体运动方向垂直，所以安培力可以对运动导体做功，故D错误。
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
地磁场的方向从地理南极指向地理北极，电子带负电，在赤道上空自东向西运动，根据左手定则可知，电子受到竖直向上的洛伦兹力，将向上偏转。
故选C。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由公式可知，洛伦兹力不仅与速度大小有关，还与q、B有关，而且速度方向不同，洛伦兹力方向可能不同，A错误；
B．安培力和洛伦兹力的方向均可以用左手定则判断，B正确；
C．通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是导线与磁场平行，该处磁场强度不一定为零，C错误；
D．洛伦兹力始终垂于于速度方向，对运动电荷一定不做功，安培力虽是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，但安培力对通电导线可以做正功，也可以做负功，D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【分析】
通过磁场方向、电流方向，根据左手定则判断洛伦兹力的方向．
【详解】
赤道处的磁场方向从南向北，带正电的α粒子在地球赤道上空竖直向上运动，根据左手定则，洛伦兹力的方向向西，所以粒子将向西偏转;选项B正确,故选B.
【点睛】
解决本题的关键掌握左手定则判断磁场方向、电流方向、洛伦兹力方向的关系，同时要注意电磁场的分布规律．
6．C
【解析】
【详解】
根据左手定则，让四指直线正电荷运动方向（负电荷运动的反方向），磁场垂直穿过手心，拇指指向为洛伦兹力方向。
AB．运动方向与磁场方向平行，没有洛伦兹力，AB错误；
CD．由左手定则判断可知，C正确，D错误；
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
带电粒子沿着逆时针方向运动，所以产生顺时针方向的电流．相当于一个通电线圈，根据安培定则在圆周外侧产生的磁场方向垂直纸面向外，在圆周内部产生的磁场方向为垂直纸面向里，C正确．
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，由
qv0B＝mg
得
q＝
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
A．电视画面幅度比正常的偏小，是由于电子束的偏转角减小，即轨道半径增大．而电子在磁场中偏转时的半径r＝，电子枪发射能力减弱，即发射的电子数减少，而运动的电子速率及磁场不变，因此不会影响电视画面幅度的大小，故A错误；
B．当加速电场电压过低，则电子速率偏小，导致电子运动半径减小，从而使偏转角度增大，导致画面幅度与正常的相比偏大，故B错误；
C．当偏转线圈局部短路，线圈匝数减少时，导致偏转磁场减弱，从而使电子运动半径增大，电子束的偏转角减小，则画面幅度与正常的相比偏小，故C正确；
D．当偏转线圈中电流过大，偏转磁场增强时，导致电子运动半径变小，所以画面幅度与正常的相比偏大，故D错误．
故选C．
10．CD
【解析】
【详解】
A．由安培定则可以判断，a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加，但a距离两导线比c近，故a处的磁感应强度大小比c处的大，故A错误；
B．b、c与右侧电流距离相同，故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向，但因为左侧电流在两处产生大小不同、方向相同的磁场，故b、c两处的磁感应强度大小不相等，故B错误；
C．由安培定则可知，a处磁场垂直纸面向里，c处磁场垂直纸面向外，故C正确；
D．b与两导线距离相等，故两磁场叠加为零，故D正确。
故选CD。
11．CD
【解析】
【分析】
由于磁场的方向与运动的方向平行，小球不受洛伦兹力，仅受重力和电场力，知小球做匀加速直线运动，通过除重力以外其它力做功等于机械能的增量判断机械能的变化；
【详解】
BC、小球不受洛伦兹力，仅受重力和电场力，由于小球做直线运动，所以两个力的合力方向与速度方向必定在同一条直线上，电场力应水平向右，合力与速度同向，小球一定做匀加速直线运动，故B错误，C正确；
A、因为电场的方向未知，故无法判断小球的电性，故A错误；
D、电场力的方向水平向右，从A到B，电场力做正功，则小球的机械能增大，故D正确；
故选CD．
【点睛】
关键知道速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，知道当合力的方向与速度方向在同一条直线上时，小球做直线运动．
12．ABC
【解析】
【分析】
小球从P点进入平行板间后做直线运动，对小球进行受力分析得小球共受到三个力作用：重力G、电场力F、洛伦兹力f，这三个力都在竖直方向上，小球在水平直线上运动，所以可以判断出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做匀速直线运动，洛伦兹力和电场力同向，故都向上；减小入射速度后，洛伦兹力减小，合力向下，故向下偏转．
【详解】
根据题意分析得：不知小球的电性，我们可以假设：如果小球带负电，电场力、洛伦兹力的方向都向下，小球不会平衡．所以小球一定带正电．
小球从P点进入平行板间后做直线运动，共受三个力：电场力、洛伦兹力的方向都向上，与重力都在竖直方向上，小球做直线运动，三力一定相平衡，即小球一定做匀速直线运动．
如果小球从稍低的b点下滑到从P点进入平行板间，则小球到达P点的速度会变小，洛伦兹力比之前减小，电场力和重力不变，三个力的合力一定不为零，方向向下，小球将向下偏转，合力都对小球做正功，小球动能将会增大，电场力做负功，小球的电势能将会增大，洛伦兹力也会增大．故ABC正确，D错误．故选ABC.
【点睛】
本题关键先分析出小球受力平衡，然后再考虑洛仑兹力变化后的运动情况，同时要结合平行板电容器的表达式和电势差与电场强度的关系式列式分析．
13．BC
【解析】
【详解】
A．极光光谐线频率的最大值：
极光光谐线频率的最小值：
则极光光谐线频率的数量级约为1014Hz．故A错误．
B．来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极．当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关．故B正确．
C．地球大气层中的原子吸收来自太阳带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光．故C正确．
D．地球大气层中的原子吸收来自太阳的带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光．对极光进行光谱分析可以鉴别地球大气层的组成成分，故D错误．
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