同步课时精练（二）1.2洛伦兹力（含解析）

同步课时精练（二）1.2 洛伦兹力（后附解析）
一、单选题
1．如下图所示，表示磁场对运动电荷的作用，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．当把条形磁棒靠近阴极射线管时，电子束发生偏转是由于（　　）
A．受到万有引力的作用 B．受到电场力的作用
C．受到洛伦兹力的作用 D．受到库仑力的作用
3．洛伦兹力演示仪的结构示意图如图所示。由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹。前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。适当调节和，玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹．下列调节方式中，一定能让圆形径迹半径增大的是（　　）
A．同时增大和 B．同时减小和
C．减小，增大 D．增大，减小
4．显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是（　　）
A． B．
C． D．
5．一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一质子从直导线下方以水平向右的初速度v开始运动，不考虑质子重力，关于接下来质子的运动，下列说法正确的是（　 　）
A．质子将向下偏转，运动的半径逐渐变大
B．质子将向上偏转，运动的半径逐渐变小
C．质子将向下偏转，运动的动能逐渐变小
D．质子将向上偏转，运动的动能不变
6．有两根长直导线a、b互相平行放置．如图所示为垂直于导线的截面图，在图示平面内，O点为两根导线连线的中点，P、Q为两导线连线中垂直线上关于O点对称等距的两点，若两导线中通有大小相等，方向相反的恒定电流I，研究两直线电流产生的磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．O点磁感应强度为零
B．P、Q两点磁感应强度方向相同
C．段与段磁感应强度方向相反
D．将一正试探电荷从P沿移到Q点，其受到的洛伦兹力方向始终垂直纸面
7．关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是（　　）
A．只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同
B．两种力的方向均可以用左手定则判断
C．通电导线在磁场中受到的安培力为零，则该处磁场强度为零
D．洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，因此安培力也不做功
8．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（　　）
A．N的运行时间小于M的运行时间
B．N带负电，M带正电
C．N的速率大于M的速率
D．N的运行时间等于M的运行时间
9．现代科学技术中，常常要研究带电粒子在磁场中的运动。如图所示，在通电直导线下方，有一电子沿平行导线方向以速度v向左开始运动，我们要研究电子的运动轨迹，应该依据下列哪些物理学定则或定律（　　）
A．楞次定律和右手定则
B．安培定则和左手定则
C．左手定则和右手定则
D．楞次定律和安培定则
二、多选题
10．如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，在水平虚线MN边界的下方是一垂直纸面向里的匀强磁场，质子()和α粒子()先后从边界上的A点沿与虚线成θ＝45°角的方向射入磁场，两粒子均从B点射出磁场．不计粒子的重力，则(　 　)
A．两粒子在磁场中运动的轨迹相同
B．两粒子在磁场中运动的速度大小相同
C．两粒子在磁场中运动的动能相同
D．两粒子在磁场中运动的时间相同
12．下列关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中，正确的是（ ）
A．磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向垂直
B．有固定转动轴的通电线框在磁场中一定会转动
C．带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度一直在变
D．电荷在磁场中可能做匀速直线运动
三、解答题
13．一个电子在磁感应强度为的匀强磁场区域中做匀速圆周运动，电子受到的洛伦兹力大小为，电子的质量为，计算电子做匀速圆周运动的速度大小、轨道半径和周期。
14．如图所示，x轴上放有一足够大的荧光屏，y轴上（0，L）处有一个点状的粒子放射源A，某瞬间同时向xOy平面内各个方向发射速率均为的粒子（不计重力），设粒子电量为q，质量为m，求：
（1）当空间中只存在平行xOy平面沿y轴负方向的匀强电场时，最后到达荧光屏的粒子在电场中的运动时间为最先到达荧光屏的粒子在电场中运动时间的3倍，求电场强度．
（2）当空间中只存在垂直xOy平面向里的匀强磁场且磁感应强度时，最先到达荧光屏的粒子在磁场中的运动时间与最后到达荧光屏的粒子在磁场中运动时间的比值为多少．
15．速率为的电子，垂直射入磁感应强度大小为的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【来源】福建省泰宁第一中学2018-2019学年高二上学期第一阶段考试物理试题（文）
解析：根据左手定则，A图中洛伦兹力的方向应该向下；B图中洛伦兹力方向向下；C图中洛伦兹力方向向里；D图中洛伦兹力方向向里。故正确的只有B。
答案：B。
2．C
【来源】广东省佛山市第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试物理试题
解析：电子束在磁场中受到洛伦兹力的作用发生偏转，故C正确，ABD错误。
答案：C。
3．D
【来源】1.3带电粒子在匀强磁场中的运动-2022-2023学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第二册）
解析：根据题意，由牛顿第二定律有
解得
由动能定理有
整理可得
可知，一定能让圆形径迹半径增大的是增大，同时减小，即同时减小。
答案：D。
4．C
【来源】2019鲁科版高中物理选择性必修第二册第1章 第3节 洛伦兹力的应用 同步练习
解析：AD．在前半个周期内，磁场方向向里，由左手定则判断可知，电子向下偏转打在b点，故AD错误；
B．在前半个周期内，磁场方向向外，由左手定则判断可知，电子向上偏转打在a点，B减小，由分析可知半径增大，电子流打在荧光屏上位置向下移动；在后半个周期内，磁场方向向外，由左手定则判断可知，电子向上偏转，B增大，由分析可知半径减小，故电子流打在荧光屏上的位置可以由a点逐渐移动到O点，再由O点回到a点，故B错误；
C．在前半个周期内，磁场方向向外，由左手定则判断可知，电子向上偏转打在a点，B减小，由分析可知半径增大，电子流打在荧光屏上位置向下移动；在后半个周期内，磁场方向向里，由左手定则判断可知，电子向下偏转，B增大，由分析可知半径减小，电子流打在荧光屏上位置向下移动；故电子流打在荧光屏上的位置可以由a点逐渐移动到b点，故C正确．
答案：C。
5．A
【来源】四川省射洪中学校2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题
解析：AB．根据右手定则可知恒定电流在导线下方激发的磁场方向是垂直纸面向外的，再根据左手定则可以判定质子受到的洛伦兹力是向下的，所以质子将向下偏转；质子偏转后将远离导线，随着磁感应强度的减小，向心力也随着减小，则质子的运动半径将逐渐变大，故A正确、B错误；
CD．由于洛伦兹力不做功，质子的重力也不考虑，所以质子的动能不变，故CD错误。
答案：A。
6．B
【来源】浙江省杭州市杭州学军中学2019-2020学年高一下学期期末物理试题
解析：A．根据安培定则可知，导线a在O点的磁感应强度方向竖直向下，导线b在O点的磁感应强度方向也是竖直向下，故O点的磁感应强度不为零，故A错误；
B．导线a在P点的磁感应强度方向斜向右下方，导线b在P点的磁感应强度方向斜向左下方，两者合成后，P点的合磁感应强度方向竖直向下，同理，Q点的磁感应强度方向也是竖直向下的，故两点磁感应强度方向相同，故B正确；
C．通过B选项分析可知，PO段和OQ段磁感应强度方向相同，均为竖直向下方向，故C错误；
D．将一正试探电荷从P沿PQ移到Q点，由于速度方向与磁感应强度方向相同，不受洛伦兹力作用，故D错误。
答案：B。
7．B
【来源】四川省成都市第七中学2020-2021学年高二上学期12月阶段性测试物理试题
解析：A．由公式可知，洛伦兹力不仅与速度大小有关，还与q、B有关，而且速度方向不同，洛伦兹力方向可能不同，A错误；
B．安培力和洛伦兹力的方向均可以用左手定则判断，B正确；
C．通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是导线与磁场平行，该处磁场强度不一定为零，C错误；
D．洛伦兹力始终垂于于速度方向，对运动电荷一定不做功，安培力虽是所有运动电荷所受洛伦兹力的总和，但安培力对通电导线可以做正功，也可以做负功，D错误。
答案：B。
8．D
【来源】第1章 安培力与洛伦兹力 章末滚动优选卷-鲁科版（2019）选择性必修第二册
解析：AD．粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为
的运动时间等于的运动时间，A错误，D正确；
B．由左手定则判断出带正电荷，带负电荷，B错误；
C．粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力
半径为
在质量与电量相同的情况下，半径大的速率大，即的速率大于的速率，C错误。
答案：D。
9．B
【来源】辽宁省重点高中协作校2021-2022学年高二上学期期末考试物理试题
解析：根据安培定则判断通电直导线下方的磁场方向，然后根据左手定则判断电子受洛伦兹力方向，从而研究电子的运动轨迹。
答案：B。
10．BC
【来源】2010--2011北京昌平区高二第一学期会考物理练习卷
解析：AB．根据图像由左手定则可判断带正电的粒子所受洛伦兹力方向向下，故A错误，B正确；
CD．由左手定则可判断带正电的粒子所受洛伦兹力方向向上，故C正确，D错误。
答案：BC。
11．AC
【来源】人教版 选修3-1 高二（上 ）第三章 磁场 周周测
解析：两粒子从A点沿箭头方向射入磁场，都从B点射出磁场，则两粒子的圆心、半径、轨迹相同，选项A正确；半径；质子（）和α粒子（）的荷质比之比为：1:2，则两粒子的速度之比为：2：1，选项B错误；又质量之比为1：4，则动能mv2之比为：1:1，即动能相同，选项C正确；周期，周期之比等于荷质比之比1:2，根据t= T得：运动时间之比为1:2，D错误；答案：AC．
点拨：本题属于带电粒子在磁场中的偏转中典型题目，此类题的关键在于知道两粒子的运动轨迹相同，知道半径以及周期的表达式．
12．ACD
【来源】人教版高中物理选修3-1 第三章 磁场 单元检测
解析：A．磁场对通电导线的作用力叫安培力，其方向由左手定则来确定，安培力垂直于电流与磁场构成的平面，所以安培力垂直于磁场方向，A正确；
B．有固定转动轴的通电线框在磁场中，所受到的力方向与线框平行，则其力的力矩为零，不发生转动，B错误；
C．带电粒子只受洛伦兹力作用时，由于洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以其力只改变速度方向，不改变速度的大小，则动能不变，C正确；
D．电荷在磁场中运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力，所以做匀速直线运动，D正确。
答案：ACD。
13．；；
【来源】沪科版（2020）选择性必修第二册 第五章 第三节 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
解析：根据
f=evB
可得电子做匀速圆周运动的速度大小
根据
解得
周期
14．（1）；（2）
【来源】2016届广西柳州高中高三4月高考热身模拟理综物理试卷
解析：（1）设沿y轴负方向射出的粒子运动的最短时间为，沿y轴正方向射出的粒子运动的最长时间为，取y轴负方向为正，由题意，有
又因为
解得
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设半径为R，根据
则
又
则
当粒子轨迹对应圆心角最小时，时间最短，由题意可知粒子打到O电时，时间最短，如图轨迹Ⅰ
由几何关系知
当轨迹与O点左侧荧光屏相切时，时间最长，如图轨迹Ⅱ
由几何关系知
故
15．
【来源】1.2洛伦兹力 综合练习-鲁科版（2019）选择性必修第二册
解析：垂直于磁场方向时，洛伦兹力为
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