人教版（2019）高一物理第一学期选修第二册第一章 2. 磁场对运动电荷的作用力BWord版含答案

2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019选修第二册第一章
2.
磁场对运动电荷的作用力B
1.在如图所示的四幅图中，标出了匀强磁场磁感应强度B的方向、正电荷速度v的方向以及洛仑兹力的方向，其中正确表示三者方向关系的图是（
）
A.
B.
C.
D.
2.如图所示,在磁感应强度为B,范围足够大的水平匀强磁场内,固定着倾角为θ的绝缘斜面,一个质量为m、电荷量为-q的带电小物块以初速度沿斜面向上运动,小物块与斜面间的动摩擦因数为μ,设滑动时电荷量不变,在小物块上滑过程中,其加速度大小a与时间t的关系图像,可能正确的是(??
)
A.
B.
C.
D.
3.关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是（
）
A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B．电荷在电场中一定受电场力作用
C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致
D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直
4.运动的电荷垂直进入匀强磁场中，只受洛伦兹力的作用，则电荷的运动（
）
A.
匀速圆周运动
B.
匀速直线运动
C.
匀加速直线运动
D.
平抛运动
5.关于洛伦兹力和安培力的描述,正确的是(???
)
A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动时受到的洛伦兹力做正功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
6.如图所示为电视显像管的偏转线圈示意图,圆心黑点表示电子枪射出的电子束,它的方向由纸内指向纸外,当偏转线圈通有图示方向的电流时,电子束应(
)
A.向左偏转
B.向上偏转
C.不偏转
D.向下偏转
7.带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点将(
)
A.可能做直线运动
B.可能做匀减速运动
C.可能做匀速圆周运动
D.
一定做曲线运动
8.将阴极射线管的两极与高压电源连接后,加上如图所示的磁场,可观察到从负极向右射出的高速电子流的偏转情况是(
)
A.平行于纸面向上偏转
B.平行于纸面向下偏转
C.垂直于纸面向内偏转
D.垂直于纸面向外偏转
9.在下图所示的四个图中,标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、带正电的粒子在磁场中速度v的方向和其所受洛伦兹力f的方向,其中正确表示这三个方向关系的图是(?
?)
A.
B.
C.
D.
10.如图所示，当磁铁的磁极靠近阴极射线管时，荧光屏上的亮线发生了弯曲。这个现象说明(
)
A.
阴极射线中的粒子带负电
B.
运动电荷受到磁场的作用力
C.
阴极射线中的粒子带正电
D.
运动电荷的周围存在电场
11.带电粒子M和N，先后以不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁场区域，运动轨迹如图所示。不计重力，下列分析正确的是（
）
A．M带负电，N带正电
B．M和N都带正电
C．M带正电，N带负电
D．M和N都带负电
12.下列各图中，运动电荷的速度v方向、磁感应强度方向和电荷的受力F方向之间的关系正确的是（　　）
A．?
B．
C．
D．
13.如图所示，带电小球以一定的初速度竖直向上抛出，未加磁场时上升最大高度为，若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为，最大高度为，若不计空气阻力，则（
）
A.
B.
C.
D.无法比较
14.关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是（??）
A．带电粒子可能做匀变速直线运动
B．带电粒子可能做匀速直线运动
C．当洛伦兹力与速度垂直时，带电粒子一定做匀速圆周运动
D．当洛伦兹力与磁场垂直时，带电粒子一定做匀速圆周运动
15.如图所示,一带负电的粒子(不计重力)进入磁场中,图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是(?
)
A.
B.
C.
D.
16.一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=的电荷，放置在倾角的光滑斜面上(斜面绝缘)，斜面置于B=0.5T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下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面问：
?
（1）小滑块带何种电荷？
（2）小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？
（3）该斜面的长度至少多长？
17.如图所示,斜面上表面光滑绝缘,倾角为θ,斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m、带电荷量为+q的小球在斜面上被无初速度释放,假设斜面足够长,则小球从释放开始,下滑多远后离开斜面.
18.如图所示,阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间,射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的__________极和__________极.此时,荧光屏上的电子束运动轨迹__________偏转(选填“向上”“向下”或“不”).
19.将倾角为θ的光滑绝缘斜面放到一个足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一个质量为m、带电荷量为q的小物体在斜面上由静止开始下滑(设斜面足够长)，如图所示．滑到某一位置离开斜面．则物体带______电荷(选填“正”或“负”)；物体离开斜面时的速度为______；物体在斜面上滑行的长度为______。
参考答案
1.答案：C
解析：根据左手定则,可判断出洛伦兹力方向.
A图洛伦兹力的方向垂直纸面向里;B图洛伦兹力的方向垂直纸面向外;C图洛伦兹力方向向下;D图洛伦兹力方向向上.故C正确,A、B、D都错误.
故选:C
2.答案：C
解析：根据牛顿第二定律,沿斜面方向:
,垂直斜面方向:,
联立解得,
速度越小,加速度越小,速度减小得越慢,加速度减小得越慢,但减不到零,故C
正确,A、B、D错误。
3.答案：B
解析：A、电荷在磁场中不一定受洛伦兹力，当静止时一定没有洛伦兹力，而运动的电荷，当速度与磁场平行时，没有洛伦兹力作用．故A错误；
B、电荷在电场中一定受到电场力作用．故B正确；
C、正电荷所受电场力一定与该处电场方向相同，当负电荷所受电场力与该处电场方向相反．故C错误；
D、电荷所受的洛伦兹力与磁场及运动速度构成的平面垂直，所以电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直，故D错误；
故选：B．
4.答案：A
解析：运动的电荷垂直进入匀强磁场中，只受洛伦兹力的作用，由于洛伦兹力的方向始终与运动的方向垂直。所以洛伦兹力不做功，只改变速度的方向，从而使带电粒子在磁场中的运动为匀速圆周运动。
故选：A
5.答案：B
解析：
本题考查对洛伦兹力和安培力的理解.当通电直导线与磁场平行时,不受安培力,选项A错误;安培力方向与磁场垂直,选项D错误;洛伦兹力对带电粒子不做功,选项C错误;安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,选项B正确.
6.答案：D
解析：根据右手螺旋定则判断上下两个线圈的N极均在左边,S极均在右边,即线圈圆心处的磁场方向是水平向右的.根据左手定则判定,由里向外射出的电子束受到的洛伦兹力向下.故选D.
7.答案：D
解析：在图示时刻,质点所受合力方向与质点速度方向相反,质点做减速运动,质点速度减小,由可知,质点受到的洛伦兹力减小,则质点所受重力与洛伦兹力的合力与速度方向不再在同一直线上,即质点的速度方向与所受合力方向不在同一直线上,质点将做曲线运动;由于合力方向与速度方向不垂直,质点不可能做匀速圆周运动,故选D。
8.答案：D
解析：应用左手定则判断洛伦兹力方向时,四指指向电子运动的反方向,磁场穿过掌心,则大拇指垂直于纸面指向外,故电子束垂直于纸面向外偏转,所以A、B、C错误,D正确。
9.答案：B
解析：本题考查了左手定则的直接应用,根据左手定则即可正确判断磁场、运动方向、洛伦兹力三者之间的关系.
根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向向下,故A错误;
图中磁场、运动方向、洛伦兹力三者之间的关系,故B正确;
图中洛伦兹力方向应该垂直向外,故C错误;
图中洛伦兹力方向应该垂直向里,故D错误.
故选B.
点评:对于左手定则要熟练掌握,加强应用,为学习带电粒子在磁场中的运动打好基础.
10.答案：B
11.答案：A
12.答案：A
13.答案：A
14.答案：B
15.答案：C
16.答案：（1）小滑块带负电荷
（2）3.4m/s（3）1.2m
解析：(1)小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力和洛伦兹力F．若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷．
(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的合外力为零，有
当时，小滑块开始脱离斜面，此时，
得．
(3)下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：
17.答案：
解析：小球沿斜面下滑,在离开斜面前,受到的洛伦兹力F垂直斜面向上,其受力分析如图.
沿斜面方向:;
垂直斜面方向.
其中洛伦兹力为.
设下滑距离x后小球离开斜面,此时斜面对小球的支持力,
由运动学公式有
联立以上各式解得.
18.答案：负;
正;
向下
19.答案：负