1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步课时训练（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步课时训练（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 194.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 07:26:22 | ||
图片预览
文档简介
1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步课时训练
一、单选题
1．（2021·黑龙江哈尔滨·高二期末）如图，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电子流方向向上，由于磁场作用，则（ ）
A．板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势
B．板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势
C．板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势
D．板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势
2．（2021·广东茂名·高二期中）如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）
A． B．
C． D．
3．（2021·江苏苏州·高二阶段练习）如图所示为从粒子源S射出的三种粒子A、B、C在匀强磁场中运动的轨迹，已知三种粒子中一种带正电，一种带负电还有一种不带电，由此可判定（ ）
A．带正电的是C粒子；不带电的是B粒子
B．带正电的是C粒子；带负电的是A粒子
C．带正电的是A粒子；带负电的是C粒子
D．带正电的是A粒子；不带电的是C粒子
4．（2021·安徽·高考真题）图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
5．（2021·云南大理·一模）如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为L，电流均为I，方向垂直纸面向里．已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度，其中k为常量。某时刻有一电荷量为q的带正电粒子经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，该粒子此时所受磁场力为（ ）
A．方向垂直纸面向外，大小为
B．方向指向x轴正方向，大小为
C．方向垂直纸面向外，大小为
D．方向指向x轴正方向，大小为
6．（2021·浙江宁波·高三阶段练习）如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，均垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为I，方向均垂直纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度，其中k为常数。某时刻有一电子（质量为m、电量为e）正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为 （ ）
A．方向垂直纸面向里，大小为
B．方向指向x轴正方向，大小为
C．方向垂直纸面向里，大小为
D．方向指向x轴正方向，大小为
二、多选题
7．（2021·海南澄迈思源高级中学高三开学考试）关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是
A．带电粒子在磁场中运动时，有可能不受洛伦兹力作用
B．洛伦兹力对运动电荷一定不做功
C．放置在磁场中的通电直导线，一定受到安培力作用
D．放置在磁场中的通电直导线，有可能不受安培力作用
8．（2020·福建·平潭第一中学高三阶段练习）如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为α和β（α＜β），加垂直于纸面向里的磁场．分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球 a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（ ）
A．在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且aa＞ab
B．a、b两球沿槽运动的最大速度为va和vb，则va＞vb
C．a、b两球沿直槽运动的最大位移为Sa和Sb，则Sa＜Sb
D．a、b两球沿槽运动的时间为ta和tb，则ta＜tb
9．（2021·甘肃·白银市第十中学高二期末）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．小球一直做匀速直线运动
B．小球先做加速运动后做减速运动
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
10．（2021·云南曲靖·高二阶段练习）如图所示，Q1、Q2带等量正电荷，固定在绝缘水平面上，在其连线上有一光滑绝缘杆，杆上套一带正电的小球，杆所在的区域存在一个匀强磁场，方向如图所示，小球重力不计．现将小球从图示位置由静止开始释放，在小球运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球所受的洛伦兹力大小变化，但方向不变
B．小球的加速度将不断变化
C．小球所受洛伦兹力将不断变化
D．小球速度一直增大
11．（2021·北京一零一中学双榆树校区高二期中）导体导电是导体中的自由电荷定向移动的结果，这些可以移动的电荷又叫载流子，例如金属导体中的载流子就是自由电子。现代广泛应用的半导体材料可以分成两大类，一类为N型半导体，它的载流子是电子；另一类为P型半导体，它的载流子是“空穴”，相当于带正电的粒子。如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直。长方体中通入水平向右的电流，测得长方体的上、下表面M、N的电势分别为φM、φN，则该种材料（ ）
A．如果是P型半导体，有φM>φN
B．如果是N型半导体，有φM<φN
C．如果是P型半导体，有φM<φN
D．如果是金属导体，有φM>φN
三、填空题
12．（2021·全国·高二单元测试）如图是阴极射线管的示意图．接通电源后，会有电子从阴极K射向阳极A，并在荧光屏上形成一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下偏转，则可以加一个方向平行纸面________（填“向上”或“向下”）的电场，或者加一个方向垂直纸面________（填“向里”或“向外”）的磁场．
13．（2021·湖南·长沙县第九中学高二学业考试）一电荷量为4×104C的点电荷放置在电场强度E为2×102N/C的电场中受到的电场力大小为___________N．如果它在磁感应强度B为2×102T的磁场中以v=3m/s的速度垂直磁场运动，受到的洛伦兹力大小为__________N．
14．（2021·天津·静海一中高二期末）如图所示，质量为m,、带电荷量为+q的小球用长为a的绝缘轻丝线悬挂在天花板上的O点，空间加有垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场．现将小球拉离竖直方向θ角从静止释放，不计空气阻力作用，在小球沿圆弧运动过程中，最大速率为_________，丝线对小球的最大拉力为_________________．
四、解答题
15．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使以初速度为v0、垂直于电场方向入射的某种正离子偏转θ角.在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场区域偏转角度也为θ，求匀强磁场的磁感应强度.
16．（2021·湖南·金海学校高二阶段练习）在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R＝1.8m，OA连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ＝37°。今有一质量m＝3.6×10－4kg、电荷量q＝＋9.0×10－4C的带电小球（可视为质点），以v0＝4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内，一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，不计空气阻力，求：
(1)匀强电场的场强E；
(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。
17．（2021·全国·高二专题练习）核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）．如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内．设环状磁场的内半径为R1=0．5m，外半径R2=1．0m，磁场的磁感强度B=1．0T，若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×107C/kg，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度．求：
（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度．
（2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．B
5．A
6．A
7．ABD
8．ACD
9．AD
10．BC
11．CD
12． 向上 向里
13． 8×106N 2.4×107N
14． 3mg-2mgcosθ+qB
15．
16．(1)3N/C (2)3.2×10－3N
17．（1）1．5×107m/s（2）1．0×107m/s
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2021·黑龙江哈尔滨·高二期末）如图，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电子流方向向上，由于磁场作用，则（ ）
A．板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势
B．板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势
C．板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势
D．板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势
2．（2021·广东茂名·高二期中）如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）
A． B．
C． D．
3．（2021·江苏苏州·高二阶段练习）如图所示为从粒子源S射出的三种粒子A、B、C在匀强磁场中运动的轨迹，已知三种粒子中一种带正电，一种带负电还有一种不带电，由此可判定（ ）
A．带正电的是C粒子；不带电的是B粒子
B．带正电的是C粒子；带负电的是A粒子
C．带正电的是A粒子；带负电的是C粒子
D．带正电的是A粒子；不带电的是C粒子
4．（2021·安徽·高考真题）图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
5．（2021·云南大理·一模）如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为L，电流均为I，方向垂直纸面向里．已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度，其中k为常量。某时刻有一电荷量为q的带正电粒子经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，该粒子此时所受磁场力为（ ）
A．方向垂直纸面向外，大小为
B．方向指向x轴正方向，大小为
C．方向垂直纸面向外，大小为
D．方向指向x轴正方向，大小为
6．（2021·浙江宁波·高三阶段练习）如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，均垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为I，方向均垂直纸面向里。已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度，其中k为常数。某时刻有一电子（质量为m、电量为e）正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为 （ ）
A．方向垂直纸面向里，大小为
B．方向指向x轴正方向，大小为
C．方向垂直纸面向里，大小为
D．方向指向x轴正方向，大小为
二、多选题
7．（2021·海南澄迈思源高级中学高三开学考试）关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是
A．带电粒子在磁场中运动时，有可能不受洛伦兹力作用
B．洛伦兹力对运动电荷一定不做功
C．放置在磁场中的通电直导线，一定受到安培力作用
D．放置在磁场中的通电直导线，有可能不受安培力作用
8．（2020·福建·平潭第一中学高三阶段练习）如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为α和β（α＜β），加垂直于纸面向里的磁场．分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球 a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（ ）
A．在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且aa＞ab
B．a、b两球沿槽运动的最大速度为va和vb，则va＞vb
C．a、b两球沿直槽运动的最大位移为Sa和Sb，则Sa＜Sb
D．a、b两球沿槽运动的时间为ta和tb，则ta＜tb
9．（2021·甘肃·白银市第十中学高二期末）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．小球一直做匀速直线运动
B．小球先做加速运动后做减速运动
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
10．（2021·云南曲靖·高二阶段练习）如图所示，Q1、Q2带等量正电荷，固定在绝缘水平面上，在其连线上有一光滑绝缘杆，杆上套一带正电的小球，杆所在的区域存在一个匀强磁场，方向如图所示，小球重力不计．现将小球从图示位置由静止开始释放，在小球运动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球所受的洛伦兹力大小变化，但方向不变
B．小球的加速度将不断变化
C．小球所受洛伦兹力将不断变化
D．小球速度一直增大
11．（2021·北京一零一中学双榆树校区高二期中）导体导电是导体中的自由电荷定向移动的结果，这些可以移动的电荷又叫载流子，例如金属导体中的载流子就是自由电子。现代广泛应用的半导体材料可以分成两大类，一类为N型半导体，它的载流子是电子；另一类为P型半导体，它的载流子是“空穴”，相当于带正电的粒子。如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与前后侧面垂直。长方体中通入水平向右的电流，测得长方体的上、下表面M、N的电势分别为φM、φN，则该种材料（ ）
A．如果是P型半导体，有φM>φN
B．如果是N型半导体，有φM<φN
C．如果是P型半导体，有φM<φN
D．如果是金属导体，有φM>φN
三、填空题
12．（2021·全国·高二单元测试）如图是阴极射线管的示意图．接通电源后，会有电子从阴极K射向阳极A，并在荧光屏上形成一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下偏转，则可以加一个方向平行纸面________（填“向上”或“向下”）的电场，或者加一个方向垂直纸面________（填“向里”或“向外”）的磁场．
13．（2021·湖南·长沙县第九中学高二学业考试）一电荷量为4×104C的点电荷放置在电场强度E为2×102N/C的电场中受到的电场力大小为___________N．如果它在磁感应强度B为2×102T的磁场中以v=3m/s的速度垂直磁场运动，受到的洛伦兹力大小为__________N．
14．（2021·天津·静海一中高二期末）如图所示，质量为m,、带电荷量为+q的小球用长为a的绝缘轻丝线悬挂在天花板上的O点，空间加有垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场．现将小球拉离竖直方向θ角从静止释放，不计空气阻力作用，在小球沿圆弧运动过程中，最大速率为_________，丝线对小球的最大拉力为_________________．
四、解答题
15．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，在虚线所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使以初速度为v0、垂直于电场方向入射的某种正离子偏转θ角.在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场区域偏转角度也为θ，求匀强磁场的磁感应强度.
16．（2021·湖南·金海学校高二阶段练习）在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R＝1.8m，OA连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ＝37°。今有一质量m＝3.6×10－4kg、电荷量q＝＋9.0×10－4C的带电小球（可视为质点），以v0＝4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内，一段时间后从C点离开，小球离开C点后做匀速直线运动，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，不计空气阻力，求：
(1)匀强电场的场强E；
(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。
17．（2021·全国·高二专题练习）核聚变反应需要几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）．如图所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内．设环状磁场的内半径为R1=0．5m，外半径R2=1．0m，磁场的磁感强度B=1．0T，若被束缚带电粒子的荷质比为q/m=4×107C/kg，中空区域内带电粒子具有各个方向的速度．求：
（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，不能穿越磁场的最大速度．
（2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．B
5．A
6．A
7．ABD
8．ACD
9．AD
10．BC
11．CD
12． 向上 向里
13． 8×106N 2.4×107N
14． 3mg-2mgcosθ+qB
15．
16．(1)3N/C (2)3.2×10－3N
17．（1）1．5×107m/s（2）1．0×107m/s
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页