1.2磁场对运动电荷的作用力 基础练习（Word版含答案）

1.2、磁场对运动电荷的作用力
一、选择题（共16题）
1．如图所示，一束电子沿水平方向从a运动到b.要使电子束向上发生偏转，可以在电子通过的区域加一匀强磁场，则下列所加匀强磁场的方向正确的是(　　)
A．水平向右 B．水平向左
C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
2．如图所示，带正电粒子刚进入匀强磁场时，所受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（　　）
A． B．
C． D．
3．某物质发射的射线在磁场中分裂为如图所示的三束，向右偏转的粒子带电情况为(　　)
A．带正电
B．带负电
C．不带电
D．带正、负电都可以
4．四根等长的导线固定在正方体的四条沿x轴方向的棱上，并通以等大的电流，方向如图所示。正方体的中心O处有一粒子源在不断地沿x轴负方向喷射电子，则电子刚被喷射出时受到的洛伦兹力方向为（　　）
A．沿y轴负方向 B．沿y轴正方向
C．沿z轴正方向 D．沿z轴负方向
5．如图所示，三根通电长直导线、、互相平行，垂直纸面放置，其间距均为，电流大小均为，方向垂直纸面向里（已知电流为的长直导线产生的磁场中，距导线处的磁感应强度其中为常数）．某时刻有一电子（质量为、电荷量为）正好经过坐标原点，速度大小为，方向沿轴正方向，则电子此时所受磁场力（　　）
A．方向垂直纸面向里，大小为
B．方向指向轴正方向，大小为
C．方向垂直纸面向里，大小为
D．方向指向轴正方向，大小为
6．一个不计重力的带正电荷的粒子，沿图中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则粒子的运动轨迹为（　　）
A．圆弧a B．直线b C．圆弧c D．a、b、c都有可能
7．关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )
A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况无关
B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致
C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零
D．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛仑兹力做正功
8．如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是　　
A．沿路径a运动 B．沿路径b运动 C．沿路径c运动 D．沿路径d运动
9．如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是(　　)
A．做匀速直线运动 B．做匀变速直线运动
C．做变速曲线运动 D．做匀变速曲线运动
10．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．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功
B．带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功
C．带电粒子垂直于磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做负功
D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功
11．下列物理量单位之间的关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图，某匀强磁场的方向垂直于纸面向里，一带正电的粒子沿图中所示方向垂直射入磁场，不计粒了的重力。则粒子的运动轨迹（　　）
A．可能为圆弧a B．可能为直线b
C．可能为圆弧c D．沿a、b、c都有可能
13．下列有关安培力和洛伦兹力的说法正确的是（　　）
A．判断安培力的方向用左手定则，判断洛伦兹力的方向用右手定则
B．安培力与洛伦兹力的本质相同，所以安培力和洛伦兹力都不做功
C．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，但该位置的磁感应强度不一定为零
D．静止的电荷在磁场中一定不受洛伦兹力作用，运动的电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
14．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是(　　)
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，则洛伦兹力的大小不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动
15．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．
16．如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段（　　）
A．甲、乙两物块间的摩擦力不断减小
B．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大
C．甲、乙两物块间的摩擦力保持不变
D．乙物块与地面之间的摩擦力不断增大
二、填空题
17．电子射线管放在两个磁极之间，电子束的偏转方向如图中虚线所示．蹄形磁铁的A端是____________极．
18．在一个长直螺线管的两个接线端a、b上接一个i＝5sin50t(A)的交变电流，一个电子沿螺线管的中心轴飞入螺线管内（如图），那么该电子的运动情况将会是_______．
19．如图所示，电子射线管（A为其阴极），放在蹄形磁铁的N、S两极间（图中C为N极），射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的负极和正极．此时，荧光屏上的电子束运动径迹________偏转（填“向上”“向下”或“不”）．
20．如图所示，一束带负电粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，则磁场方向向___________，进入磁场后，该粒子的动能_____________（填“增加”、“减少”或“不变”）
综合题
21．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，为磁场的水平边界。一带电荷量为的粒子，以速度v从O点平行纸面垂直向下射入磁场，不计粒子的重力。
(1)判断该粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力的方向（答“水平向左”或“水平向右”）；
(2)求该粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小f。
22．如图所示，质量为m、带电荷量为的液滴，以速度v沿与水平方向成角的方向斜向上进入正交的足够大的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区沿图示虚线做直线运动。（重力加速度为g）
（1）电场强度E和磁感应强度B各多大？
（2）当液滴运动到某一点时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度为多大？
23．L1、L2为相互平行的足够长光滑导轨，位于光滑水平面内．一个略长于导轨间距，质量为M的光滑绝缘细管与导轨垂直放置，细管可在两导轨上左右平动．细管内有一质量为m、带电量为+q的小球，小球与L导轨的距离为d．开始时小球相对细管速度为零，细管在外力作用下从P1位置以速度v0向右匀速运动．垂直平面向里和向外的匀强磁场I、Ⅱ分别分布在L1轨道两侧，如图所示，磁感应强度大小均为B．小球视为质点，忽略小球电量变化．
(1)当细管运动到L1轨道上P2处时，小球飞出细管，求此时小球的速度大小；
(2)小球经磁场Ⅱ第一次回到L1轨道上的位置为O，求O和P2间的距离；
(3)小球回到L1轨道上O处时，细管在外力控制下也刚好以速度v0经过O点处，小球恰好进入细管．此时撤去作用于细管的外力．以O点为坐标原点，沿L1轨道和垂直于L1轨道建立直角坐标系，如图所示，求小球和细管速度相同时，小球的位置(此时小球未从管中飞出)．
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．D
【详解】
电子带负电，在磁场中受到的洛伦兹力向上，由左手定则可知，磁场垂直与纸面向外，故D正确，ABC错误．
2．C
【详解】
A．磁场的方向是向外的，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向下的，故A错误；
B．磁场的方向是向里的，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向右的，故B错误；
C．磁场的方向水平向右，负电荷向上运动，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是向外的，故C正确；
D．磁场的方向是向上的，负电荷向上运动，电荷运动方向和磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
根据左手定则可知，磁场的方向向里，粒子运动的方向向上，向右偏转的粒子带负电，向左偏转的粒子带正电，不偏转的粒子不带电．故B正确，ACD错误
4．B
【详解】
由安培定则可知，通电直导线、在O点处的磁感应强度均斜向左下方，大小相同，设为B，通电直导线、在O点处的磁感应强度均斜向右下方，大小相同，均为B，由平行四边形定则可知，O点的合磁感应强度竖直向下，故电子受到的洛伦兹力沿y轴正方向。
故选B。
5．A
【详解】
、两根导线距离点的距离相等，根据安培定则，在点产生的磁感应强度方向相反，大小相等，合磁感应强度为零，所以点实际磁感应强度等于在点产生的磁感应强度，根据安培定则，点的磁感应强度方向沿轴负方向
磁感应强度的大小
根据左手定则，电子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里，大小为
故选A。
6．A
【详解】
带正电的电荷在向里的磁场中向上运动，根据左手定则可知，粒子的受到的洛伦兹力的方向向左，所以粒子的可能的运动的轨迹为a，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．A
【详解】
试题分析：磁场中某点B的大小只和磁场本身的性质有关，和外界其他因素无关，A正确；根据左手定则可知磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向垂直，B错误；在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时有可能是电流元的方向与磁场方向平行，C错误；洛伦兹力方向与速度方向垂直，洛伦兹力对粒子不做功，D错误．
8．B
【详解】
由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上．则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错；
由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误．
故选B
9．C
【详解】
A、带电粒子进入磁场后，只要受到洛伦兹力，因洛仑兹力始终与速度方向垂直，一定做变速曲线运动，故A不可能；
B、匀变速运动是指加速度不变的运动，如果运动电荷除磁场力外不受其它任何力的作用，洛伦兹力的方向与速度方向垂直，粒子将做曲线运动，故B不可能；
C、因为直线运动的条件是合外力与速度方向共线，而带电粒子的洛仑兹力始终与速度方向垂直，做变速曲线运动，故C可能；
D、如果做匀变速运动说明加速度的方向是始终不变的，而洛伦兹力大小F=qvB，方向始终与速度的方向垂直，即方向始终都在变化，所以粒子的加速度是变化的，是变加速曲线运动，故D不可能．
故选C．
10．D
【详解】
A、带电粒子沿磁感线的方向射入磁场，不受洛伦兹力，不做功，动能不变．故A错误．B、C、D、洛伦兹力的方向总与速度方向垂直，对粒子总不做功，动能不变．故D正确．故选D．
11．C
【详解】
A．由，得知，A错误；
B．由，，得知，B错误；
C．由，得知，C正确；
D．由，得知，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
根据左手定则可知，带正电的粒子沿图中所示方向垂直射入磁场时，受力方向向左，所以粒子向左偏转，则粒子的运动轨迹可能为圆弧a，故A正确，BCD错误。
故选A。
13．C
【详解】
AB．安培力是磁场对通电导体内定向移动的电荷所施加的洛伦兹力的宏观表现，所以，从本质上看，它们都是磁场对运动电荷的作用力，方向都用左手定则判定；但洛伦兹力始终与电荷运动的方向垂直，所以洛伦兹力始终对运动电荷不做功，而通电导体可以沿安培力方向发生位移，所以安培力可以对通电导体做功，选项AB错误；
C．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，但该位置的磁感应强度不一定为零，还与导体与磁场夹角有关，选项C正确；
D．静止的电荷在磁场中一定不受洛伦兹力作用，而运动的电荷不一定受到洛伦兹力作用，若电荷的运动方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用，选项D错误。
故选C。
14．BD
【详解】
粒子速度大小相同，由f=qvBsinθ可知，如果速度v与磁场B的夹角不同，洛伦兹力大小不同，即使洛伦兹力大小相同，速度方向不同，洛伦兹力方向不同，洛伦兹力不同，故A错误；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，故B正确；洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向与电荷运动方向不一定垂直，故C错误；洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，所以粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动，故D正确．所以BD正确，AC错误．
15．BC
【详解】
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。
16．AD
【详解】
ABC．甲、乙两物块间没有相对的滑动，是静摩擦力，由于乙与地面之间的滑动摩擦力的增大，整体的加速度减小，所以对于甲来说，静摩擦力作为合力产生加速度，由于整体的加速度减小，所以甲、乙两物块间的摩擦力减小，A正确，BC错误；
D．甲带正电，在向左运动的过程中，受到的洛伦兹力的方向向下，所以对乙的压力变大，乙与地面之间的为滑动摩擦力，压力变大，所以滑动摩擦力也变大，D正确。
故选AD。
17．N极
【详解】
电子射线管中电子从负极射向正极，由图可知电子受到的洛伦兹力方向向下，电子束向下偏转，根据左手定则，磁感线穿过手心，四指从正极指向负极，故A为N极．
故答案为N
18．匀速直线运动
【详解】
根据安培定则，螺线管的中心轴的磁场方向与中心轴平行；由于电子的速度方向与磁场方向共线，故洛伦兹力为零，故电子做匀速直线运动．
19．向下
【详解】
试题分析：在阴极射线管中电子束从A到B做加速运动，电子带复电，所以A、B间电场的方向是从B到A，故A接高压电源负极，B接高压电源正极，根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力，所以向下偏转．
20． 里 不变
【详解】
由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里；
由于洛伦兹力不做功，则粒子的动能不变。
21．(1)水平向右；(2)
【详解】
(1)由左手定则可知，该粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力的方向水平向右；
(2)该粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小
f=qvB
22．(1)，；(2)
【详解】
（1）液滴带正电，对液滴受力分析如图所示
液滴做直线运动，分析可知液滴速度大小不变，受力平衡，根据平衡条件和几何知识，有
解得
，
（2）电场方向突然变为竖直向上时，电场力大小不改变，故电场力与重力平衡，液滴所受合力等于洛伦兹力，根据牛顿第二定律有
联立方程，可得
23．（1）
（2）
（3）；
【详解】
（1）小球在水平面上运动时重力和支持力二力平衡，将洛兹伦力作如图所示的分解，其中fx与杆的弹力平衡，小球的合力等于洛伦兹力沿杆方向的分力可得① ② 由①②解得：
所以： ③
（2）小球在磁场II中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得：

④ 即： ⑤
（3） 小球进入细管后，由于洛伦兹力不做功，小球和管组成的系统机械能守恒： ⑥ 解得 ⑦
由动量定理的在y方向上
由以上两式可得：


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