6.2 磁场对运动电荷的作用 同步练习（含答案解析） (2)

6.2
磁场对运动电荷的作用
同步练习
1．关于安培力和洛伦兹力，下面的说法正确的是
(　　)
A．安培力和洛伦兹力是性质完全不同的两种力
B．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C．安培力和洛伦兹力，二者是等价的
D．安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功
解析：安培力和洛伦兹力在本质上都是磁场对运动电荷的作用力，故A错误，B正确．安培力和洛伦兹力虽然本质相同，但安培力对导体能做功而洛伦兹力对运动电荷不能做功，故C错误，D正确．
答案：BD
2．下列说法正确的是
(　　)
A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用
B．运动电荷所受洛伦兹力的方向一定与粒子的运动方向垂直，但不一定与磁场的方向垂直
C．洛伦兹力对运动电荷不做功
D．如果把＋q改为－q且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小和方向均不变
答案：CD
3．一个长直螺线管中，通有大小和方向都随时间变化的交变电流，把一个带电粒子沿管轴射入管中，则粒子将在管中
(　　)
A．做匀速圆周运动
B．沿轴线回振动
C．做匀加速直线运动
D．做匀速直线运动
解析：虽然螺线管中的电流在变化，但沿管轴的磁感线始终是一条直线，粒子的射入方向与磁场方向平行，故始终不受洛伦兹力的作用，所以粒子应做匀速直线运动．答案：D
4．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
5．有一个电子射线管(阴极射线管)，放在一通电直导线的上方，发现射线的径迹如图所示，则此导线该如何放置，且电流的流向如何
(　　)
A．直导线如图所示位置放置，电流从A流向B
B．直导线如图所示位置放置，电流从B流向A
C．直导线垂直于纸面放置，电流流向纸内
D．直导线垂直于纸面放置，电流流向纸外
解析：负电荷向下偏转，由左手定则可判断导线AB上方的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则知导线应按图示位置放置且导线中的电流方向从B流向A，故B正确，A、C、D错误．答案：B
6.某空间存在着如图6－2－10所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上．物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块．水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动．在A、B一起向左运动的过程中，以下关于A、B受力情况的说法中正确的是
(　　)
A．A对B的压力变小
B．B、A间的摩擦力保持不变
C．A对B的摩擦力变大
D．B对地面的压力保持不变
答案：B
7．在只受洛伦兹力的条件下，关于带电粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的有
(　　)
A．只要粒子的速度大小相同，带电量相同，粒子所受洛伦兹力大小就相同
B．洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向
C．洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功
D．洛伦兹力始终与速度垂直，所以粒子在运动过程中的动能、速度保持不变
解析：带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力的大小不但与速度的大小有关，而且与速度的方向有关，当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，粒子所受的洛伦兹力最大；当粒子的速度方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力的作用，速度大小相同的粒子，沿不同方向进入磁场时所受的洛伦兹力的大小不同，所以选项A不正确．洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，动能保持不变，洛伦兹力不做功；但在洛伦兹力的作用下，粒子的运动方向要发生变化，速度就要发生变化，所以本题的正确选项为B、C.
答案：BC
8．关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是
(　　)
A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，只有可能受到洛伦兹力
B．电场力对放在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都是在电场线和磁感线上
D．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
解析：静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力，所以A错；尽管电场力对电荷可以做功，但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动，则电场力做功为零，因此B也错；洛伦兹力的方向与磁感线及运动方向垂直，故C错；所以只有D是正确的．
答案：D
9如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中．现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是
(　　)
A．始终做匀速运动
B．开始做减速运动，最后静止于杆上
C．先做加速运动，最后做匀速运动
D．先做减速运动，最后做匀速运动
解析：带电滑环向右运动时所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关．由于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力等于重力，则滑环做匀速运动．(2)当洛伦兹力开始时小于重力，滑环将做减速运动，最后停在杆上．(3)当洛伦兹力开始时大于重力，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压为零时，摩擦力为零，滑环做匀速运动．故正确的答案为A、B、D.
10．一个质量为m＝0.1
g的小滑块，带有q＝5×10－4
C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑绝缘斜面上，斜面置于B＝0.5
T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面．求：
(1)小滑块带何种电荷？
(2)小滑块离开斜面的瞬时速度为多大？
(3)该斜面的长度至少为多长？(g取10
m/s2)
解析：小物体沿斜面加速下滑时，随着速度的增加，洛伦兹力逐渐增大，为了使小物体离开斜面，洛伦兹力的方向必须垂直于斜面向上，可见，小物体带负电；小物体离开斜面时满足qvB＝mgcos
θ，解得v＝＝3.5
m/s.由于只有重力做功，故系统机械能守恒，即mgLsin
θ＝mv2.则小物体在斜面上滑行的长度
L＝＝1.2
m.
答案：(1)负电荷　(2)3.5
m/s　(3)1.2
m
11．有一质量为m、电荷量为q的带正电小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少？方向如何？
解析：当磁场向左运动时，相当于小球向右运动，带正电的小球所受的洛伦兹力方向向上，当其与重力平衡时，小球即将飘离平面．设此时速度为v，则由力的平衡有：qvB＝mg，则v＝，磁场应水平向左平移．