1.2磁场对运动电荷的作用力 基础巩固练习题（Word版含答案）

1.2磁场对运动电荷的作用力
一、单选题
1．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
2．一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
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．当电荷在垂直于磁场方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电荷量q、速率v、磁感应强度B三者的乘积，即F=qvB。该式中四个物理量在国际单位制中的单位依次为（　　）
A．J C m/s T B．N A m/s T
C．N C m/s T D．N C m/s Wb
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．如图所示，两根长直导线垂直穿过光滑绝缘水平面，与水平面的交点分别为M和N，两导线内通有大小相等、方向相反的电流。A、B是该平面内MN连线的中垂线上的两点，一带正电的小球从B点以某一指向A点的初速度开始运动，则带电小球的运动情况是（　　）
A．小球将做匀速直线运动
B．小球将先做减速运动后做加速运动
C．小球将向左做曲线运动
D．小球将向右做曲线运动
二、多选题
7．关于电荷在磁场中受力，下列说法中正确的是（　　）
A．静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运动电荷一定受洛伦兹力的作用
B．洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行
C．洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直
D．带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力的作用
8．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第提出场的概念
B．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
C．牛顿首次发现地球周围存在磁场；安培揭示了地磁场的规律
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律
9．一个不计重力的带电粒子只在磁场中运动,它可能做
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀加速曲线运动 D．变加速运动
10．一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛伦兹力F的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是（　　）
A．粒子带负电，向左运动 B．粒子带正电，向上运动
C．粒子带负电，向下运动 D．粒子带正电，向右运动
11．如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段( )
A．a对b的压力不变 B．a对b的压力变大
C．a、b物块间的摩擦力变小 D．a、b物块间的摩擦力不变
三、填空题
12．若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F＝______.
13．质量相同的两个小球，一个带电，另一个不带电，它们从同一高度同时由静止下落，经一个水平方向的场（可能是匀强电场，也可能是匀强磁场）先后落地，那么先落地的是_____（填“带电”、“不带电”）的小球，水平方向所加的场是______
14．如图所示，电子射线管，放在蹄形磁铁的N、S两极间，当射线管的A端接在直流高压电源的________填（“正”、“负”）极时，可观察到荧光屏上的电子束运动径迹是：靠近B端的部分向_______（填“上”、“下”）偏转．
15．如图所示，一束β粒子（即高速电子流）自下而上进入一垂直于纸面的匀强磁场后发生偏转，则磁场方向向__________，进入磁场后β粒子的动能____________（填“增加”“减少”或“不变”）。
四、解答题
16．地球的磁场可以使太空来的宇宙射线发生偏转已知北京上空某处的磁感应强度为 T，方向由南指向北，如果有一速度 的质子带电荷量 C竖直向下运动，则质子受到的洛伦兹力多大？向哪个方向偏转？
17．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？
18．法国拥有目前世界上最先进的高危病毒实验室——让·梅里厄P4实验室，该P4实验室中进行的实验全程都在高度无接触物理防护性条件下操作，一方面防止实验人员和其他物品携带上病毒，同时也防止病毒释放到环境中。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型:液体内含有大量正、负离子，从容器右侧流入，左侧流出，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，流量Q在数值上等于单位时间内通过容器横截面的液体的体积。
（1）该电磁流量计能用于测量不带电液体的流速吗
（2）液体中离子受到的洛伦兹力方向如何
（3）当废液稳定流动后，你能计算出M、N两端的电压U吗 废液的流量Q是多少 （用图乙中的字母表示）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【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。
2．D
【解析】
【详解】
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。
3．B
【解析】
【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．C
【解析】
【详解】
洛伦兹力F的单位是N；电荷量q的单位是C；速率v的单位是m/s；磁感应强度B的单位是T；
故选C。
5．A
【解析】
【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
【解析】
【详解】
根据安培定则可知，两电流在A点产生的磁感应强度的方向如图所示，根据对称性和平行四边形定则可知，A点处的合磁感应强度的方向沿着AB方向，同理可得在AB连线上各点的合磁感应强度的方向都沿AB方向，与带电小球的初速度方向平行，则带电小球在光滑水平面上不受洛伦兹力作用，小球受到的合外力为0，小球做匀速直线运动，A正确，BCD错误。
故选A。
7．CD
【解析】
【详解】
A．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，故A错误；
BC．根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直，故B错误，C正确；
D．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，一定不受洛伦兹力的作用，故D正确。
故选CD。
8．AB
【解析】
【分析】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
【详解】
A项：奥斯特发现了电流磁效应，法拉第首先提出场的概念，并用电场线来形象直观地描述电场，故A正确；
B项：库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故B正确；
C项：地球周围存在磁场并不是牛顿发现的，故C错误；
D项：安培磁场对电流的作用规律，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故D错误．
故应选：AB．
【点睛】
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
9．AD
【解析】
【详解】
A．如果带电粒子运动方向与磁场方向平行则带电粒子不受磁场力，所以带电粒子可能会做匀速直线运动，故A正确；
BC．磁场里对带电粒子 洛伦兹力方向不断变化，故不会做匀加速运动，故BC错误；
D．当带电粒子运动方向与匀强磁场垂直时，带电粒子就会做匀速圆周运动，为变加速运动，故D正确．
10．BC
【详解】
磁场的方向垂直纸面向外，洛伦兹力的方向水平向右，根据左手定则，粒子若带正电，则向上运动，若带负电，向下运动，故BC正确，AD错误。
故选BC。
11．BC
【解析】
【详解】
AB．a向左加速时，由左手定则受到的竖直向下的洛伦兹力变大，所以对b的压力变大，故A错误，B正确；
CD．从a、b整体看，由于a受到的洛伦兹力变大，引起b对地面的压力变大，滑动摩擦力变大，整体的加速度变小，再隔离a，b对a的静摩擦力Fba使a产生加速度，由Fba＝maa知，a、b间的摩擦力变小，故C正确，D错误．
12．0
13． 不带电； 磁场；
【解析】
【详解】
若水平方向的场是匀强电场，带电和不带电的小球竖直方向均只受重力，两者在竖直方向的分运动都是自由落体运动，则两球同时落地．
若水平方向的场是匀强磁场，带电小球在洛伦兹力和重力的作用下做曲线运动，且洛伦兹力的方向由初始时的水平变为斜向上，带电小球在竖直方向的加速度小于重力加速度；不带电小球只受重力，竖直方向的加速度是重力加速度；不带电小球先落地．
14． 负； 下；
【解析】
【详解】
电子是从阴极射线管的阴极A出发经狭缝打在荧光屏上，阴极A端应接直流高压电源的负极．
电子从A向B运动，磁铁在阴极射线管处磁场向里，据左手定则可得，电子将向下偏转，即靠近B端的部分向下偏．
【点睛】
左手定则：伸开左手，使大所指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿过掌心，四指所指为正电荷的运动方向，则拇指所指方向为电荷所受洛伦兹力的方向．（对负电荷而言，四指所指方向为其运动的反方向）
15． 里 不变
【解析】
【详解】
β粒子为，所以根据粒子弯曲方向结合左手定则可判断磁场的方向为垂直纸面向里，因为洛伦兹力的方向与粒子的速度方向是垂直的关系，所以洛伦兹力对粒子不做功，只改变粒子的运动速度的方向，不改变速度的大小，故粒子的动能不发生变化。
【点睛】
本题考查了左手定则和洛伦兹力的特点，关键是知道β粒子为，洛伦兹力的方向与粒子的速度方向是垂直的关系。
16． N，向东偏转．
【解析】
【详解】
当速度与磁场方向垂直时，则由
代入数据解得： N，
根据左手定则，知F向东．
17．见解析
【解析】
【详解】
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。
18．（1）不能；（2）正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到的洛伦兹力向上；（3）Bvd，
【解析】
【详解】
（1）电磁流量计是通过磁场对带电粒子的洛伦兹力使正、负离子往上、下管壁移动，从而形成电势差，通过测量电势差的大小来计算流速的，故不能用于测量不带电液体的流速。
（2）由左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到的洛伦兹力向上。
（3）废液稳定流动后，离子受力平衡，有
解得
废液流量
又
解得
答案第1页，共2页
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