1.2磁场对运动电荷的作用力 精选训练题
一、单项选择题
1.关于带电粒子所受洛伦兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是( )
A.f、B、v三者必定均相互垂直
B.f必定垂直于B、v,但B不一定垂直v
C.B必定垂直于f、v,但f不一定垂直于v
D.v必定垂直于f、B,但f不一定垂直于B
2.下列关于运动电荷和磁场的说法中,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.只要带电粒子在磁场中某点的速度大小不变,带电粒子所受洛伦兹力大小就不变
C.电子束垂直进入磁场发生偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果
D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力
3.下列表示运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向正确的是( )
A. B. C. D.
4.某长螺线管中通有大小和方向都不断变化的电流,现有一带电粒子沿螺线管轴线方向射入管 中.若不计粒子所受的重力,则粒子将在螺线管中( )
A.做匀速直线运动
B.做匀加速直线运动
C.做圆周运动
D.沿轴线来回运动
5.如图所示为某电子元器件的工作原理示意图,在外界磁场的作用下,当存在方向流动的电流时,电子元器件、两侧面会形成电势差,下列说法中正确的事( )
A.若在方向上通以由向运动的粒子流,带正电粒子会在板聚集
B.当增大方向的电流时,两面的电势差会减小
C.若在方向上通以由向运动的正电荷流,电子元器件端电势低于端电势
D.电势差的大小仅与电子元器件的制造材料有关
6.如图所示,从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中都含有大量的高能带电粒子,这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害,但是由于地球周围存在地磁场,地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向,对地球上的生命起到保护作用,那么( )
A.宇宙射线受到地磁场施加的与运动方向相反的排斥力
B.垂直射向地球表面的带电粒子在两极处受磁场的偏转作用最强
C.带正电的离子垂直射向赤道时会向东偏转宇宙射线
D.带负电的离子垂直射向赤道时会向南极偏转
7.一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图所示的磁场,分离为1、2、3三束粒子流,不考虑重力及粒子间的相互作用,则下列选项不正确的是( )
A.1带正电 B.1带负电 C.2不带电 D.3带负电
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,在正交的匀强电场和磁场的区域内(磁场水平向内),有一离子恰能沿直线飞过此区域(不计离子重力)( )
A.不管离子带何种电,电场的方向都向下
B.离子所带电荷的电性,决定了电场的方向
C.若增大离子电量,离子将向下偏转
D.若增大离子电量,离子将向上偏转
10.显像管原理示意图如图所示,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转,需要在管径上安装偏转线圈以产生偏转磁场,下列分析正确的是( )
A.要使电子束打在A点,偏转磁场应垂直纸面向里
B.要使电子束打在B点,偏转磁场应垂直纸面向外
C.要使电子束打在荧光屏上的位置由A点逐渐移向O点,偏转磁场应垂直纸面向外且磁感应强度逐渐变小
D.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐移向O点,偏转磁场应垂直纸面向里且磁感应强度逐渐变大
11.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
12.如图所示,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间.条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( )
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
13.竖直放置的螺线管通有如图所示的电流,一质子从螺线管的正上方以水平向右的速度进入该螺线管产生的磁场中,此后质子将( )
A.向上偏转 B.向下偏转 C.向纸外偏转 D.向纸内偏转
14.如图所示,一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v,若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场,则滑到底端时( )
A.v变大 B.v变小
C.v不变 D.不能确定v的变化
二、多项选择题
15.带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中.下面利用了此物理原理的装置有( )
A. B.
C. D.
16.我们通常用阴极射线管来研究磁场对运动电荷的作用,图为阴极射线管的示意图,两个电极的连线沿x轴方向.玻璃管内部已抽成真空,当两个电极连接到高压电源两端时,阴极会发射电子,电子在电场的加速作用下,由阴极沿x轴方向飞向阳极,电子束掠射到荧光板上,显示出电子束的径迹.要使电子束的径迹向z轴正方向偏转,下列措施中可采用的是( )
A.加磁场,磁场方向沿x轴正方向
B.加磁场,磁场方向沿y轴负方向
C.加电场,电场方向沿z轴正方向
D.加电场,电场方向沿z轴负方向
17.如图所示,一阴极射线管,左侧不断有电子射出,若在管的正下方放一通电直导线AB时,发现射线的径迹向下弯曲,则( )
A.导线中的电流从B到A
B.导线中的电流从A到B
C.若要使电子束的径迹向上弯曲,可以改变AB中的电流方向来实现
D.电子束的径迹与AB中的电流无关
三、填空题
18.如图所示,是等离子体发电机的示意图,两平行金属板间距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里,要使该发电机电源的电动势为E,则等离子的速度v=____,a是电源的_____极.若两金属板间的等离子体等效电阻为r,当ab间接电阻为R的负载时,其两端的电压U=____.
四、解答题
19.如图所示,质量为的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑,磁感应强度为B的匀强磁场方向水平,并与小球运动方向垂直.若小球带电荷量为q,球与墙间的动摩擦因数为,
求:(1)小球下滑的最大速度为多大?
(2)下滑过程中最大加速度为多大?
参考答案
1.B 2.D 3.D 4.A 5.C 6.C 7.B 8.C 9.A 10.C 11.B 12.A 13.D 14.B
15.ABC 16.BD 17.AC
18. 正
19.(1) (2)
【解析】
(1)小球沿墙竖直下滑,由左手定则可知小球所受洛伦兹力方向向左,对小球进行受力分析,小球受重力mg、洛伦兹力、墙面给小球的支持力和摩擦力,如图所示:
根据平衡可得:
摩擦力:
根据牛顿第二定律可得:
整理得:
可知,当时,最大,
解得最大速度为:;
(2)由可知,刚开始时,加速度最大,即只受重力作用时的加速度最大,此时最大加速度为:答案第1页,共2页