1.3洛伦兹力 练习（word版含答案）

选择性必修二 1.3 洛伦兹力
一、单选题
1．如图所示，圆形区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m，电荷量为g的粒子沿平行于直径AC的方向射入磁场，射入点到直径AC的距离为磁场区域半径的一半，粒子从D点射出磁场时的速率为v，不计粒子的重力。则（　　）
A．圆形磁场区蚊的半径为 B．圆形磁场区域的半径为
C．粒子在磁场中运动的时间为 D．粒子在髓场中运动的时间为
2．如图所示，在荧光屏上方分布了水平方向的匀强磁场，方向垂直纸面向里。距离荧光屏d处有一粒子源，能够在纸面内不断地向各个方向同时发射电荷量为，质量为的带正电粒子，不计粒子的重力，已知粒子做圆周运动的半径也恰好为d，则（　　）
A．能打到荧光屏上最右侧的粒子所用的时间为
B．粒子从发射到打到荧光屏上的最短时间为
C．同一时刻发射的粒子打到荧光屏上的最大时间差
D．粒子能打到荧光屏上的区域长度为
3．匀强磁场垂直纸面向里，在磁场中某点同时释放两个带电粒子a和b，速度大小和方向均相同，运动轨迹如图所示。不计带电粒子的重力，下列判断正确的是（　　）
A．粒子a带正电，粒子b带负电 B．粒子a的比荷（）较大
C．粒子b的运动周期较大 D．粒子b的向心加速度较小
4．如图，真空中有一带电粒子，质量为m、电荷量为q，以速度v垂直于磁场边界进入磁感应强度为B的匀强磁场，穿出磁场时速度方向和入射方向的夹角为α＝37°。不计粒子所受重力。已知：m＝9.0×10-17kg， q＝1.5×10-15C，v＝1.0×102m/s，B＝2.0T。则有界匀强磁场的宽度L为（　　）
A．0.6m B．1.2m C．1.8m D．2.4m
5．在坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场分别射入，两带电粒子进入磁场时的速度方向与x轴的夹角如图所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场。不计带电粒子所受重力。根据上述信息可以判断（　　）
A．带电粒子①在磁场中运动的时间较长 B．带电粒子②在磁场中运动的时间较长
C．带电粒子①在磁场中运动的速率较大 D．带电粒子②在磁场中运动的速率较大
6．如图所示，OM的左侧存在范围足够大、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，ON（在纸面内）与磁场方向垂直且∠NOM=60°，ON上有一点P，OP=L。P点有一粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（不计重力），速率为 ，则粒子在磁场中运动的最短时间为（　　）
A． B． C． D．
7．边长为a的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m电荷量为q的带负电粒子（不计重力），从AB边的中点沿平行BC边的方向以不同的速率射入磁场区域，则（　　）
A．能从BC边射出的粒子的最大速率为
B．能从BC边射出的粒子的最大速率为
C．能从BC边射出的粒子最长时间为
D．能从BC边射出的粒子最长时间为
8．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．带正电粒子在a、b两处受到的洛伦兹力方向一定相同
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba < Bb
C．同一通电导线放在a处受到的安培力比放在b处小
D．带电粒子在a处受到的洛伦兹力比在b处小
9．如图所示是电视机显像管原理示意图，为使电子束发生偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点，如果要使电子束打在荧光屏O点上方的A点，则偏转磁场的方向为（　　）
A．沿纸面向上
B．沿纸面向下
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
10．下列说法正确的是（　　）
A．运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力
B．通电直导线在磁场中一定受安培力
C．洛伦兹力一定不做功
D．安培力一定做负功
11．如图所示，半径为的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。两个质子、沿平行于直径的方向从圆周上同一点射入磁场区域，点与间的距离为，质子、入射的速度大小之比为，是垂直的直径。质子恰好从点射出磁场，不计质子的重力和质子间的作用力。则（　　）
A．、在磁场中运动的轨道半径之比为
B．、在磁场中运动的轨迹长度之比为
C．、在磁场中运动的周期之比为
D．、在磁场中运动的时间之比为
12．如图所示，真空中竖直放置一根通电长直金属导线，电流方向向上。是一根水平放置的内壁光滑绝缘管，端点分别在以为轴心、半径为R的圆柱面上。现使一个小球自a端以速度射入管，小球半径小于绝缘管半径且带正电，小球重力忽不计，小球向b运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的速率始终不变
B．洛伦兹力对小球先做正功，后做负功
C．小球受到的洛伦兹力始终为零
D．管壁对小球的弹力方向先竖直向下，后竖直向上
13．如图，下端封闭、上端开口、高内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有质量，电荷量的绝对值的小球，整个装置以的速度沿垂直于磁场方向进入磁感应强度，方向垂直纸面向内的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出（取）。下列说法中正确的（　　）
A．该过程洛伦兹力做正功
B．小球在竖直方向做匀加速直线运动
C．小球在玻璃管中的运动时间小于
D．小球机械能的增加量为
14．匀强磁场垂直纸面向里，在磁场中某点同时释放两个带电粒子a和b，速度大小和方向均相同，运动轨迹如图所示。不计带电粒子的重力，下列判断正确的是（　　）
A．粒子a带正电，粒子b带负电 B．粒子a的比荷（）较大
C．粒子b的运动周期较大 D．粒子b的向心加速度较小
15．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）
A．带正电粒子在a、b两处受到的洛伦兹力方向一定相同
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba < Bb
C．同一通电导线放在a处受到的安培力比放在b处小
D．带电粒子在a处受到的洛伦兹力比在b处小
二、填空题
16．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行，一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的轨道半径_____（填“增大”、“减小”或“不变”）．周期_____（填“增大”、“减小”或“不变”）．
17．带正电粒子（不计重力）沿纸面竖直向下飞入某磁场区域，在竖直平面上运动轨迹如图，则该区域的磁场方向是( )
18．（1）洛伦兹力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让________从掌心进入，并使四指指向________运动的方向，这时_________所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向___________。
（2）洛伦兹力方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于________所决定的平面。
三、解答题
19．如图所示，直线上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。两带有等量异种电荷的粒子，同时从点以相同速度射入磁场，速度方向与成角。已知粒子的质量均为，电荷量，不计粒子的重力及两粒子间相互作用力，求：
（1）它们从磁场中射出时相距多远？
（2）射出的时间差是多少？
20．如图所示，在平面直角坐标系的第一四象限内，存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，在X轴上坐标为处，有一个放射源S，向平面内各个方向放射出质量，电量的带正电粒子，速度大小为。MN是一个很大的屏，与X轴的夹角，经观测发现从S出发的带电粒子打到屏上的最短时间为。求：
（1）带电粒子运动半径和周期，以及坐标a的值？
（2）在MN上有粒子打到的区域内，离开O点的最远距离多大？
（3）假设粒子均匀分布，请分析说明打到屏上的带电粒子占总粒子数目的百分比？
21．如图所示，在平面直角坐标系的x轴上方存在宽度为L的有界匀强电场区域，边界与x轴平行，电场强度的方向沿y轴负方向，大小为E。在x轴下方存在长为、宽度为L的矩形磁场区域，磁场区域的上边界与x轴重合，坐标原点与磁场区域上边界的中点重合，磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里。质量为m，带电荷量为的粒子A静止在坐标原点，不带电的粒子B以速度沿y轴负方向与粒子A发生弹性碰撞，碰撞前、后粒子A的带电荷量不变，不计粒子重力。已知，，。
（1）若带电粒子A从磁场右侧边界离开磁场，求k的最大值。
（2）若带电粒子A从磁场右侧边界的中点离开磁场区域。
①求k的可能值。
②求粒子在磁场中运动的最长时间。
22．如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，O、P是磁场中的两点，从O点沿与OP分别成θ1=30°、θ2=120°的方向同时射入甲、乙两带正电的粒子，两粒子同时到达P点，已知粒子在磁场中运动时仅受到洛伦兹力的作用。不计粒子间的相互作用，求甲、乙两粒子进入磁场时的速度大小与的比值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．C
5．B
6．A
7．A
8．B
9．D
10．C
11．D
12．A
13．B
14．A
15．B
16． 增大 增大
17．水平向里
18． 磁感线 正电荷 拇指 相反 B和v
19．（1）0.2m；（2）
20．（1），，；（2）；（3）
21．（1）1；（2）①k的可能值为或；②
22．（k2=0，1，2，3，…，k2=0，1，2，3，…）
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