1.2 磁场对运动电荷的作用力练习 （word版含答案）

1.2 磁场对运动电荷的作用力
一、单项选择题（共7小题；）
1. 在下面的四个图中，前两幅表示通电直导线所受安培力 、磁感应强度 与电流 三者方向之间的关系，后两幅表示运动电荷所受洛伦兹力 、磁感应强度 与电荷运动方向 三者方向之间的关系，其中正确表示这三个方向关系的是
A. B.
C. D.
2. 把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图所示的电路图。当开关 接通后，将看到的现象是
A. 弹簧向上收缩 B. 弹簧被拉长
C. 弹簧上下跳动 D. 弹簧仍静止不动
3. 如图所示，一带正电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦兹力方向
A. 向上 B. 向下 C. 向 极 D. 向 极
4. 如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力，则
A. 若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动
B. 若电子从右向左飞入，电子将向下偏转
C. 若电子从左向右飞入，电子将向下偏转
D. 若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动
5. 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极 和 以及一对磁极 和 构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极 、 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示．由于血液中的正、负离子随血液一起在磁场中运动，电极 、 之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为 ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为 ，磁感应强度的大小为 ．则血流速度的近似值和电极 、 的正负为
A. ， 正、 负 B. ， 正、 负
C. ， 负、 正 D. ， 负、 正
6. 如图所示，空间中匀强电场和匀强磁场相互垂直，磁场垂直于纸面向外，电场竖直向下，一个质量为 的带电液滴在该空间的竖直平面内做半径为 的匀速圆周运动。那么该液滴
A. 一定带正电，且沿顺时针方向转动 B. 一定带正电，且沿逆时针方向转动
C. 一定带负电，且沿顺时针方向转动 D. 一定带负电，且沿逆时针方向转动
7. 如图所示，摆球带负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在 间摆过程中，由 摆到最低点时，摆线拉力为 ，摆球加速度大小为 ；由 摆到最低点 时，摆线拉力的大小为 ，摆球加速度为 ，则
A. ， B. ，
C. ， D. ，
二、双项选择题（共2小题；）
8. 磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。如图为它的示意图，平行金属板 、 之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场， 、 两板间便产生电压。如果把 、 和用电器连接， 、 就是一个直流电源的两个电极。设 、 两板的间距为 ，磁感应强度为 ，等离子体以速度 沿垂直于磁场的方向射入 、 两板之间。下列说法正确的是
A. 是直流电源的正极 B. 是直流电源的正极
C. 电源的电动势为 D. 电源的电动势为
9. 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为 、 、 ，左右两端开口，在垂直于上、下底面方向加磁感应强度为 的匀强磁场，在前、后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压 。若用 表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是
A. 若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B. 前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多少无关
C. 污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D. 污水流量 与 成正比，与 、 无关
三、多项选择题（共1小题；）
10. 如图所示，表示磁场对直线电流的作用，其中正确的是
A. B.
C. D.
四、解答题（共1小题；）
11. 用 的水平力拉一个放在水平面上的物体，可以使它产生 的加速度。若用 的水平力拉这个物体'可以使它产生 的加速度。求：
（1）物体受到的摩擦力；
（2）如果用 的水平力拉这个物体产生的加速度大小。
答案
1. C
【解析】根据左手定则可以判断出C对。
2. C
【解析】通电后，弹簧的每一圈都相当于一个环形电流，且各圈的 电流绕向相同。任取其中两圈，其相邻两侧一定形成相异极性，因此互相吸引（或者，也可把任意两圈的相邻各段，看做两个同向电流而相互吸引）。弹簧的各圈相互吸引后，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开。电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在自身重力及弹力作用下下落。于是，电路又接通，弹簧又收缩 如此周而复始，弹簧上下跳动。C正确。
3. A
【解析】由图可知，磁场方向从 极指向 极，根据左手定则可知，让四指指向与正电荷运动方向相同，让磁感线穿过手心，根据大拇指的指向即可判断出洛伦兹力的方向，由此可知洛伦兹力的方向向上，故A正确，BCD错误．
4. D
5. A
【解析】由于正、负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，利用左手定则可以判断： 电极带正电， 电极带负电．血液流动速度可根据离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为 ，即 得 ．
6. D
【解析】因为液滴在复合场中做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，则知电场力方向向上，电场方向向下，所以液滴带负电。
对液滴由洛伦兹力提供向心力，根据左手定则判断可知，液滴沿逆时针方向转动，故D正确；ABC错误。
7. B
【解析】设摆球所带电量为 ，摆线长为 ，磁场强度为 ，在最低点时的速率为 ，
在摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以到达最低点速度相等，
则由 摆到最低点时：
由 摆到最低点时：
解得：，
根据牛顿第二定律得：
所以两次通过 点时的加速度相同，即 。
8. B， C
9. B， D
【解析】由左手定则可判断出正离子较多时，正离子受到洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势升高。同理，负离子较多时，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势降低，故A错误，B正确；设前后表面间最高电压为 ，则 ，所以 ，所以 与离子浓度无关，故C错误；而 ，所以 ，D正确。
10. A， B， D
【解析】伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向里穿过手心，则手心朝外。四指指向电流方向：斜向右上方，拇指指向安培力方向：斜向左上方。根据左手定则判断可知是正确的。故A正确。
伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向外穿过手心，则手心朝里。四指指向电流方向：向右，拇指指向安培力方向：向下。根据左手定则判断可知是正确的。故B正确。
伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左。四指指向电流方向：向里，拇指指向安培力方向：向下。根据左手定则判断可知是错误的。故C错误。
伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向上穿过手心，则手心朝下。四指指向电流方向：向外，拇指指向安培力方向：向左。根据左手定则判断可知是正确的。故D正确。
11. （1）
【解析】物体水平方向受拉力 和摩擦力 ，根据牛顿第二定律：，，，联立上两式得：，。
（2）
【解析】若 ，得 。
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