1.2 磁场对运动电荷的作用力 专项测试（Word版含答案）

1.2、磁场对运动电荷的作用力
一、选择题（共17题）
1．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（　　）
A．增大为原来的2倍 B．增大为原来的4倍
C．减小为原来的2倍 D．不变
2．下列说法正确的是（　　）
A．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
B．磁场中某一点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同
C．由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功
D．导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比
3．假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
4．如图所示，在蹄形磁铁两磁极间放置一阴极射线管，一束电子从A端高速射向B端，当它经过蹄形磁铁产生的磁场时，受的洛伦兹力方向（　　）
A．向上 B．向下
C．指向N极 D．指向S极
5．下列说法中正确的是（ ）
A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零
B．电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两互相垂直
C．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力
D．电子射线垂直进入磁场发生偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功的结果
6．如图为磁流体发电机的示意图，流体中的正、负离子均受到匀强磁场的作用，向M、N两金属极板运动。下列说法正确的是（　　）
A．正离子向M极偏转，负离子向N极偏转
B．正离子向N极偏转，负离子向M极偏转
C．正、负离子均向N极偏转
D．正、负离子均向M极偏转
7．按照玻尔原子理论，原子中的电子在库仑力的作用下在特定的分立轨道上绕原子核做圆周运动。若电子以角速度在纸面内绕核沿顺时针方向做匀速圆周运动，现施加一垂直纸面向外的匀强磁场，如图所示。施加磁场后，假设电子绕核运动的半径R保持不变，角速度变为，不计重力。下列判断正确的是（　　）
A．洛伦兹力的方向背离圆心， B．洛伦兹力的方向背离圆心，
C．洛伦兹力的方向指向圆心， D．洛伦兹力的方向指向圆心，
8．来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会对地球上的生命带来危害。但由于地磁场（如图所示）的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下运动情况的判断，下列说法中正确的是（　　）
A．若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转
B．若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向北偏转
C．若带电粒子带负电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向南偏转
D．若带电粒子带负电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转
9．下列四幅图关于各物理量方向间的关系中，正确的是(　　)
A． B．
C． D．
10．如图所示，在匀强磁场中有一水平绝缘传送带以速度ν沿顺时针方向传动．现将一带正电的小物块轻放在传送带的左侧．设小物块在运动过程中电量保持不变，则小物块运动情况可能正确的是
A．小物块先做匀加速运动，最后做匀速直线运动
B．小物块做加速度增大的加速运动，最后脱离传送带向上做曲线运动
C．小物块做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动
D．小物块做加速度减小的加速运动，最后脱离传送带向上做曲线运动
11．以下说法不正确的是（ ）
A．通电导线受到的安培力，实质上是导体内运动电荷受到洛仑兹力的宏观表现
B．磁铁周围存在磁场，是因为磁铁内有取向基本一致的分子电流
C．公式，电容器的电容大小C与电容器两极板间电势差U无关
D．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大，则两点间的电势差也一定越大
12．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将（　　）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸里偏转 D．向纸外偏转
13．如图所示，P、Q是两个等量异种点电荷，MN是它们连线的中垂线，在垂直纸面的方向上有磁场。如果某正电荷以初速度V0沿中垂线MN运动，不计重力，则（　　）
A．若正电荷做匀速直线运动，则所受洛伦兹力的大小不变
B．若正电荷做匀速直线运动，则所受洛伦兹力的大小改变
C．若正电荷做变速直线运动，则所受洛伦兹力的大小不变
D．若正电荷做变速直线运动，则所受洛伦兹力的大小改变
14．如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以直流电时，形成的磁场如图所示．一束沿着管径轴线射向纸内的电子将（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向右偏转 D．向左偏转
15．在图中，标出了磁场B的方向、射入磁场中的一个正电荷的运动方向，以及正电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向，其中不正确的是（　　）
A． B．
C． D．
16．一个电子以速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（　　）
A．磁场对电子的作用力始终不变
B．磁场对电子的作用力始终不做功
C．电子的速度始终不变
D．电子的动能始终不变
17．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O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k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离；一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b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．小球一直做匀速直线运动
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
二、填空题
18．判断下列图中洛伦兹力的方向
图(1)的洛伦兹力方向是__________；
图(2)的洛伦兹力方向是__________；
19．如图所示，从电子射线管的阴极(与电源的负极相连)发射出的电子束经过图示的磁场时由于受到洛伦兹力的作用，电子束将_____________(选填“向上”、“向下”或“不”)偏转．
综合题
20．电子的速率v=3.0×106m/s，沿着与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？
21．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质位为，电荷量为，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为，磁感应强度为，小球与棒的动摩擦因数为，重力加速度为.求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度．（设小球电荷量不变）
22．质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A，然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2.
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．A
【详解】
由洛伦兹力公式
可知，磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力增大为原来的2倍。故A正确，BCD错误。
故选A。
2．A
【详解】
A．穿过某一面积的磁通量为零，可能该处的磁感应强度为零，也可能是由于该面与磁场平行，故A正确；
B．根据左右定则可知，电流元受力方向和该点磁感应强度的方向垂直，故B错误；
C．根据左手定则可知，洛伦兹力方向一定与速度方向垂直，永不做功，故C错误；
D．导体的电阻是导体本身的一种特性，其大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端的电压以及通过导体的电流无关，故D错误。
故选A。
3．A
【详解】
地球的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转。
A．向东，与结论相符，选项A正确；
B．向南，与结论不相符，选项B错误；
C．向西，与结论不相符，选项C错误；
D．向北，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
4．B
【详解】
电子从阴极射向阳极，根据左手定则，磁感线穿入手心，四指指向电子运动的反方向，洛伦兹力的方向向下，则电子束向下偏转，B正确ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】
试题分析：当电荷沿磁感线运动时，电荷不受洛伦兹力作用，故运动电荷若在某点不受洛伦兹力作用，则这点的磁感应强度不一定为零，选项A错误；电荷的运动方向和磁感应强度方向不一定垂直，洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度方向一定垂直，选项B错误；电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力，选项C正确；电子射线垂直进入磁场发生偏转，这是因为洛伦兹力对电子有垂直与速度方向的力的结果，选项D错误；故选C.
6．B
【详解】
ABCD．根据左手定则可以判断正离子受洛伦兹力向下，负离子受洛伦兹力向上，因此正离子向N极偏转，负离子向M极偏转，ACD错误B正确。
故选B。
7．A
【详解】
由左手定则可知，电子所受的洛伦兹力的方向背离圆心，未加磁场时有
加磁场后有
则
故A正确，BCD错误。
故选A。
8．A
【详解】
赤道平面的磁场方向平行于地面，由地理南极指向地理北极，带正电的粒子沿地球赤道平面射向地心，由左手定则可知，其将受到地磁场的作用向东偏转，负粒子则向西偏转，故选A。
9．B
【详解】
A、由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，A错误；
B、磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，B正确；
C、由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，C错误；
D、通电螺线管产生的磁场的方向沿螺线管的轴线的方向，由题图可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，D错误．
10．C
【详解】
滑块受重力、支持力、向上的洛伦兹力和静摩擦力，根据牛顿第二定律，有：μ（mg-qvB）=ma，随速度的增加，滑块的加速度逐渐减小，直到mg=qvB时加速度减为零，滑块做匀速运动，故选C.
11．D
【详解】
A．通电导线受到的安培力，实质上是导体内运动电荷受到洛仑兹力的宏观表现，选项A正确，不符合题意；
B．根据安培的分子电流假说，磁铁周围存在磁场，是因为磁铁内有取向基本一致的分子电流，选项B正确，不符合题意；
C．电容器的电容大小C只有电容器本身决定，与电容器两极板间电势差U无关，选项C正确， 不符合题意；
D．由Uab=Ed可知，匀强电场中的任意两点a、b间的沿电场线方向的距离越大，则两点间的电势差也一定越大，选项D错误，符合题意；
12．B
【详解】
由题图可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知（电子带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向），电子将向下偏转，故B正确，ACD错误。
故选B。
13．B
【详解】
正电荷向右运动过程中，受等量异种点电荷向下的电场力，要保持运动方向不变，则洛伦兹力必须平衡电场力，合力为零，电场力始终与速度垂直，电场力不做功，粒子只能做匀速直线运动；由等量异种点电荷中垂线上电场强度变化的特点知电场力是变化的，所以洛伦兹力大小是变化的，始终平衡电场力，故ACD错误，B正确。
故选B。
14．C
【详解】
电子垂直进入磁场受洛伦兹力而发生偏转，由左手定则可找出洛伦兹力的方向，磁感线穿过左手手心，因电子带负电，则四指指向电子运动的反方向即指向垂直纸面向外，大拇指的指向向右，即电子将向右偏转，故选C．
15．ABC
【详解】
A．根据左手定则可知，该图中的粒子受洛伦兹力方向垂直纸面向外，选项A错误，符合题意；
B．根据左手定则可知，该图中的粒子受洛伦兹力方向垂直竖直向下，选项B错误，符合题意；
C．该图中的粒子速度方向与磁感线平行，则不受洛伦兹力作用，选项C错误，符合题意；
D．根据左手定则可知，该图中的粒子受洛伦兹力方向垂直向上，选项D正确，不符合题意；
故选ABC。
16．BD
【详解】
A. 电子以速度v垂直进入磁场后，受到洛伦兹力的作用，做匀速圆周运动，向心力由洛伦兹力提供，方向时刻变化，选项A错误；
B. 磁场对电子的作用力即洛伦兹力始终与速度方向垂直，始终不做功，选项B正确；
C. 电子做匀速圆周运动，它的速度方向时刻在变化，选项C错误；
D. 洛伦兹力始终与速度方向垂直，始终不做功，所以电子的动能始终不变，选项D正确。
故选BD。
17．BD
【详解】
根据右手螺旋定则及磁场的叠加可知a点处的磁场方向垂直于MN向里，b点处的磁场方向垂直于MN向外；从a点到O点，磁场大小减小，过O点后反向增大；根据左手定则可知，开始时带正电的小球受到的洛仑兹力方向向上，过O点后洛仑兹力的方向向下；由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故AC错误，BD正确．
18． 水平向右 垂直纸面向外
【详解】
根据左手定则可知，图(1)的洛伦兹力方向是水平向右；
根据左手定则可知，图(2)的洛伦兹力方向是垂直纸面向外。
19．向下
【详解】
根据左手定则可知，从电子射线管的阴极A（与电源的负极相连）发射出的电子束经过图示的磁场时由于受到洛伦兹力的作用，电子束将向下偏转．
20．4.8×10-14N。
【详解】
根据f=qvB得洛伦兹力：
f=1.6×10-19×3×106×0.1N=4.8×10-14N
21．；
【详解】
小球下滑开始阶段的受力情况如图一所示
根据牛顿第二定律有
且
小球向下做加速度逐渐增大的加速运动，当速度增大到使即
摩擦力
则
当时，小球的受力情况如图二所示
由牛顿第二定律有
且
小球向下做加速度逐渐减小的加速运动，当时，达到最大值，即
所以
22．3mg－qB　3mg＋qB
【详解】
由于洛伦兹力对小球不做功，根据动能定理可知：
解得：
第一次到过最低点时，根据左手定则可知，洛伦兹力向上，则根据牛顿第二定律有：
解得：　
第二次到达最低点时，洛伦兹力向下，则有：
解得：．
23．
【详解】
根据左手定则，可知洛伦兹力方向
答案第1页，共2页