3.5　运动电荷在磁场中受到的力 作业Word版含解析

第5节　运动电荷在磁场中受到的力
基础训练
对洛伦兹力的认识
1.如图所示是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图(其中B,F,v两两垂直)。其中正确的是(　D　)
解析:此题主要考查左手定则及立体图象的辨认,利用左手定则可判断出D是正确的。
2.关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是(　B　)
A.F,B,v三者必定均保持垂直
B.F必定垂直于B,v,但B不一定垂直于v
C.B必定垂直于F,v,但F不一定垂直于v
D.v必定垂直于F,B,但F不一定垂直于B
解析:由左手定则可知F⊥B,F⊥v,B与v可以不垂直,故B正确,A,C,D错误。
3.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是(　C　)
A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动
B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动
C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动
D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动
解析:不管通有什么方向的电流,螺线管内部磁场方向始终与轴线平行,带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力,所以应一直保持原运动状态不变,选项C正确。
4.一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动,现将该磁场的磁感应强度增大一倍,则带电粒子受到的洛伦兹力(　D　)
A.增大两倍 B.增大一倍
C.减小一半 D.依然为零
解析:若粒子速度方向与磁场方向平行,洛伦兹力为零,故A,B,C错误,D正确。
洛伦兹力的方向判断
5.航天员若要走出舱外,所穿的宇航服必须要能阻挡宇宙射线的辐射。而射向地球的绝大多数宇宙射线,在地磁场洛伦兹力的作用下发生偏转,基本到达不了地球表面。如图所示,一束带正电粒子流(类似于宇宙射线)沿图中箭头所示方向通过两磁极间时,其偏转方向为(　A　)
A.向上 B.向下
C.向N极 D.向S极
解析:蹄形磁铁的磁场方向由N指向S,根据左手定则,带正电的粒子所受洛伦兹力方向向上,则粒子向上偏转,故选项A正确,B,C,D错误。
6.a,b,c三束粒子沿纸面向上射入垂直于纸面向里的匀强磁场中,偏转轨迹如图所示,关于粒子带电性质,下列判断正确的是(　B　)
A.a带负电荷 B.a带正电荷
C.b带正电荷 D.c带正电荷
解析:根据左手定则,结合图可知,a粒子带正电,c粒子不带电,b粒子带负电,故选项B正确,A,C,D错误。
7.每时每刻都有大量的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的粒子垂直于地面向赤道射来,如图所示(地球由西向东自转,虚线表示地球的自转轴,上方为地理北极),则在地球磁场的作用下,它将(　A　)
A.向东偏转 B.向南偏转
C.向西偏转 D.向北偏转
解析:地球表面地磁场的方向由地理南极指向地理北极,带正电的粒子垂直地面射向赤道的过程中,根据左手定则可知粒子所受洛伦兹力的方向向东,故选项A正确。
8.在学校操场的上空中停着一个热气球,从它底部脱落一个塑料小部件,下落过程中由于和空气的摩擦而带负电,如果没有风,那么它的着地点会落在气球正下方地面位置的(　B　)
A.偏东 B.偏西 C.偏南 D.偏北
解析:在我们北半球,地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北,小部件带负电,根据左手定则可得小部件受到向西的洛伦兹力,故向西偏转,B正确。
能力提升
9.(2018·浙江“七彩阳光”联盟联考)如图所示,在竖直面内有光滑绝缘轨道MAN,轨道末端N处切线水平,在轨道右侧的区域加有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、带电荷量为q的小球从轨道上的M点由静止滑下,经N点进入磁场区域后,恰好沿水平方向做直线运动,则可判定(　B　)
A.小球一定带负电
B.小球在磁场区域的速度大小为v=
C.若小球从A点静止滑下,进入磁场区域后将向上偏转
D.若小球从A点静止滑下,进入磁场区域后仍将做直线运动
解析:小球进入磁场区域后,做直线运动,即洛伦兹力与重力平衡,洛伦兹力方向向上,因此根据左手定则可知,小球一定带正电,选项A错误;由Bvq=mg,得v=,选项B正确;如果从较低处A点静止滑下,则到达N处速度变小,洛伦兹力小于重力,会向下偏转,所以选项C,D错误。
10.如图所示,一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端,速度为v。若加上一个垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时(　B　)
A.v变大 B.v变小
C.v不变 D.不能确定v的变化
解析:由于带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力作用,故物体对斜面的正压力增大,斜面对物体的滑动摩擦力增大,由于物体克服摩擦力做功增大,所以物体滑到底端时v变小,B正确。
11.两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,两粒子质量之比为1∶4,电荷量之比为1∶2,则两带电粒子受洛伦兹力之比为(　C　)
A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4
解析:带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时,洛伦兹力F=qvB与电荷量成正比,与质量无关,C项正确。
12.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是(　A　)
A.油滴必带正电荷,电荷量为
B.油滴必带负电荷,比荷=
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:油滴水平向右匀速运动,其所受洛伦兹力必向上,与重力平衡,故带正电荷,其电荷量q=,故A正确,B,C,D错误。