5.2 用磁感线描述磁场 同步练习（含答案解析) (1)

5.2
用磁感线描述磁场
同步练习
1．对F＝qvBsin
θ的理解，下列说法正确的是(　　)
A．当θ＝0°时，电荷的运动方向与磁感应强度方向垂直
B．θ角是电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹角
C．θ角是指运动电荷进入磁场时速度与水平方向的夹角
D．θ角是指运动电荷进入磁场时速度与竖直方向的夹角
【解析】　　公式F＝qvBsin
θ中的θ角是指电荷的运动方向与磁感应强度方向的夹角，B正确，C、D均错误，当θ＝0°时，电荷的运动方向与磁感应强度方向平行，A错误．
【答案】　　B
2.
图6－2－8
长直导线AB附近，有一带正电的小球，用绝缘丝线悬挂在M点，当导线AB通以如图6－2－8所示的恒定电流时，下列说法正确的是(　　)
A．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里
B．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸外
C．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左
D．小球不受磁场力作用
【解析】　　电场对其中的静止电荷、运动电荷都有力的作用，而磁场只对其中的运动电荷才有力的作用，且运动方向不能与磁场方向平行，所以D选项正确．
【答案】　　D
3．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将(　　)
A．竖直向下沿直线射向地面
B．相对于预定地点稍向东偏转
C．相对于预定地点稍向西偏转
D．相对于预定地点稍向北偏转
【解析】　　地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电．根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东．故正确答案为B，A、C、D错．
【答案】　　B
4．如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是(　　)
【解析】　　根据左手定则，A选项粒子所受洛伦兹力方向向右，B向左，C垂直于纸面向外，D不受洛伦兹力，故C正确．
【答案】　　C
5.
图6－2－9
如图6－2－9所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流电时，形成的磁场如图所示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将(　　)
A．向上偏转　　　　　
B．向下偏转
C．向左偏转
D．向右偏转
【解析】　　磁场动而电子不动和磁场不动而电子动结果相同，都会使电子受到洛伦兹力作用，公式F＝qvB中v应为相对速度．电子相对于磁场的运动方向是垂直纸面向里，根据左手定则可判定只有选项D正确．
【答案】　　D
6．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是(　　)
A．带电粒子沿电场线射入，电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加
B．带电粒子垂直于电场线方向射入，电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变
C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定不变
D．不管带电粒子怎样进入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变
【解析】　　带电粒子在电场中受到的电场力F＝qE，只与电场有关，与粒子的运动状态无关，功的正负由θ角(力与位移方向的夹角)决定，对选项A，只有粒子带正电时才成立，A错误．垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，电场力都会做正功，动能增加，B错．带电粒子沿磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，洛伦兹力不做功，C错．不管带电粒子怎样进入磁场，由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功，粒子动能不变，D正确．
【答案】　　D
7.
图6－2－10
如图6－2－10所示，表示匀强磁场B垂直于yOz平面竖直向上，要使速率相同的电子进入磁场后，受到的洛伦兹力最大，并且洛伦兹力的方向指向y轴正方向，那么电子运动方向可能是(　　)
A．沿z轴正方向进入磁场
B．沿y轴负方向进入磁场
C．在yOz平面内，沿任何方向进入
D．在xOz平面内，沿某一方向进入
【解析】　　A项洛伦兹力沿y轴负方向，选项A错误．B项洛伦兹力沿z轴负方向，选项B错误．沿yOz平面入射的电子虽然都满足F最大条件，但不能都满足洛伦兹力方向沿y轴正方向的条件，只有沿z轴负方向入射的才满足条件，选项C错误．若在xOz平面内沿z轴负方向射入电子，电子受洛伦兹力最大，且指向y轴正方向，选项D正确．
【答案】　　D
8.
图6－2－11
初速为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图6－2－11所示，则(　　)
A．电子将向右偏转，速率不变
B．电子将向左偏转，速率改变
C．电子将向左偏转，速率不变
D．电子将向右偏转，速率改变
【解析】　　先用右手螺旋定则判断出通电导线周围磁场方向，再用左手定则判断出电子受力方向．
【答案】　　A
9.
图6－2－12
带电油滴以水平向右速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图6－2－12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．油滴必带正电荷，荷质比＝
C．油滴必带负电荷，电荷量为
D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝
【解析】　　由于带电的油滴进入磁场中恰做匀速直线运动．且受到的重力向下，洛伦兹力方向必定向上．由左手定则可知油滴一定带负电荷，且满足mg－qv0B＝0.所以q＝，故C正确．
【答案】　　C
10.
图6－2－13
有一束粒子(其中有正电性的、负电性的，还有不带电的)通过一垂直于粒子运动方向的磁场，分成三束，如图6－2－13所示，其中__________束带正电，________束带负电，________束不带电．
【解析】　　B束粒子不偏转，说明不带电；A束粒子向左偏，根据物体做曲线运动合外力指向曲线内侧，可知A束粒子受到的洛伦兹力方向开始时指向左方，由左手定则可判断A束粒子带正电；C束粒子带负电．
【答案】　　A　C　B
11.
图6－2－14
如图6－2－14所示，为一电磁流量计的示意图，截面为一正方形的非磁性管，其每边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动的方向加一指向纸里的匀
强磁场，磁感应强度为B.现测得液体表面a、b两点间电势差为U，求管内导电液体的流量Q.
【解析】　　a、b两点电势差达到稳定的条件q＝qvB，
解得导电液体的流速v＝，
导电液体的流量Q＝Sv＝＝.
【答案】　　Q＝
12．如图6－2－15所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度．
图6－2－15
【解析】　　
小球受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得mg－μFN＝ma　FN－qE－qvB＝0
所以a＝
故v＝0时，a最大，amax＝g－.同样可知，a随v的增大而减小，当a减小到零时v达到最大，故
mg＝μ(qvmaxB＋qE)
得vmax＝－.
【答案】　　g－　－