人教版高二物理选修3-1第3章磁场第5节运动电荷在磁场中的受力

洛伦兹力的大小和方向针对训练
针对训练5
洛伦兹力的大小和方向
1、一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定带电粒子的电荷量与质量之比，则只需要知道
A．运动速度和磁感应强度B??
???
?B．磁感应强度B和运动周期T
C．轨道半径R和运动速度????????
D．轨道半径R和磁感应强
2、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
3、?(2012·安徽合肥)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．一定做曲线运动
D．可能做匀速圆周运动
4、下图中表示磁场B、正电荷运动速度V和磁场对电荷作用力F的方向相互关系图，且B、F、V垂直，这四个图中画得正确的是
5、图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹，室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直（图中垂直于纸面向里，）由此可知此粒子
A．一定带正电??
B．一定带负电
C．不带电
D．可能带正电，也可能带负电
6、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(　　)
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
7、带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是(　　)
A．洛伦兹力对带电粒子做功
B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能
C．洛伦兹力的大小与速度无关
D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
8、如图所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B在同一直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态。若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是（?
）
A．小球A仍可能处于静止状态
B．小球A将可能沿轨迹1运动
C．小球A将可能沿轨迹2运动
D．小球A将可能沿轨迹3运动
9、如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面且指向纸外.有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子。则(??
??
).
A．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
B．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
C．只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
D．只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
10、下列各图中，运动电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是
11、如图所示，水平导线中通有稳恒电流，，导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同，
其后电子将
A.沿路径a运动，轨迹是圆
B.沿路径a运动，曲率半径变小
C.沿路径a运动，曲率半径变大
D.沿路径b运动，曲率半径变小
12、如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，
地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段?（??
）
A、a、b一起运动的加速度不变
B、a、b一起运动的加速度增大
C、a、b物块间的摩擦力减小
D、a、b物块间的摩擦力增大
13、如图所示，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，则（???
）
A．悬线竖直，FT＝mg
B．悬线竖直，FT>mg
C．悬线竖直，FTD．无法确定FT的大小和方向
14、如图所示，质量为m、带电量为+q的小滑块放在绝缘的水平面上，空间充满磁感强度为B的水平匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．某一时刻滑块受到打击以初速度v0开始在水平面上向左滑行．已知滑块与水平面之间的动摩擦因数为?，则
A．滑块在水平面上滑行的时间大于
B．滑块在水平面上滑行的时间等于
C．若另加一个电场强度E=Bv0，方向竖直向上的匀强电场，滑块将在水平面上作匀变速运动
D．若另加一个电场强度，方向竖直向上的匀强电场，滑块将在水平面上作
匀速运动
15、空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是
A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B.
入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同
D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大
16、在光滑绝缘的水平面上，一绝缘轻绳拉着一个带电小球，绕轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，俯视如图A-3所示.若小球运动到A点时，绳子突然断开.关于小球在绳子断开后可能的运动情况，下列说法中正确的是（　　???
）
A.若带正电，小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径变大
B.若带正电，小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径变小
C.若带正电，小球做逆时针方向的匀速圆周运动，半径变小
D.若带正电，小球做逆时针方向的匀速圆周运动，半径增大
17、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．右图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是
A．粒子先经过之a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子可能带负电，也可能带正电?
D．粒子带正电
18、一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。假设粒子的动量不变，下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是(???
)
A．粒子由a向b运动，带正电
B．粒子由a向b运动，带负电
C．粒子由b向a
运动，带正电
D．粒子由b向a运动，带负电
19、如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑圆槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T，有一质量为m=0.10g的带正电的电量为q=1.6×10-3C的小球在水平轨道上向右运动，小球恰好能通过光滑圆槽轨的最高点，则下列说法正确的是
A.小球在最高点只受到洛仑兹力和重力的作用
B．由于无摩擦力，且洛伦兹力也不做功，所以小球到达最高点和小球在水平轨道上的机械能
相等
C．如果小球到达最高点的线速度是v，小球在最高点有式子成立
D．如果重力加速度取10m/s2，则小球的初速度为4.6m/s
20、如图所示为自左向右逐渐增强的磁场，一不计重力的带电粒子垂直射入其中，由于周围气体的阻碍作用，其运动轨迹恰为一段圆弧PQ(粒子电量保持不变)，则可判断(　　)
A．粒子从P点射入
B．粒子所受洛伦兹力逐渐增大
C．粒子从Q点射入
D．粒子的动能逐渐减小
21、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正负电子分别以相同的速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为
A．1∶
?????????????????
?B．1∶2
C．1∶1?????????
???????????D．2∶1
22、如图8-2-2所示，一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时(　　)．
A．v变大
B．v变小
C．v不变
D．不能确定v的变化
23、如图所示，一带电塑料小球（可视为质点）质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面．当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为（??
）
A．0
B．2mg???
C．4mg
D．6mg?
24、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子子运动轨迹的是（???
）
25、三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中，它们的运动轨迹分别如图所示．则（???
）
A．粒子a一定带正电?
B．粒子b一定带正电
C．粒子c一定带正电
D．粒子b一定带负电
26、如图，一束电子以不同的速率沿图示方向飞入横截面是正方形的匀强磁场，则电子
A．速率越大，在磁场中运动时间越长
B．在磁场中运动时间越长，其轨迹弧线越长
C．在磁场中运动的轨迹线所对应的圆心角最大是π
D．在磁场中运动时间相同，其轨迹线一定重合
27、每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地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宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将(　　)
A．向东偏转
B．向南偏转
C．向西偏转
D．向偏转
28、如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是
A．在b、n之间某点
B．在n、a之间某点
C．就从a点射出
D．在a、m之间某点
29、电荷量为＋q、质量为m的滑块和电荷量为－q、质量为m的滑块同时从完全相同的光滑斜面上由静止开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为θ，在斜面上加如图所示的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，关于滑块下滑过程中的运动和受力情况，下面说法中不正确的是(不计两滑块间的相互作用)(　　)
A．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，＋q会离开斜面
B．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，－q会离开斜面
C．当其中一个滑块刚好离开斜面时，另一滑块对斜面的压力为2mgcosθ
D．两滑块运动过程中，机械能均守恒
30、如图所示是电视机中显像管的偏转线圈示意图，它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成，
线圈中通有如图所示方向的电流．当电子束从纸里经磁环中心向纸外射来时(图中用符号“·”表示电子束)，它将(　?
　)
A.向右偏转
B．向下偏转
C．向上偏转
D．向左偏转
31、亥姆霍兹线圈由两组单环线圈组成，通入电流后两组线圈之间形成匀强磁场，如图（a）所示。玻璃泡抽真空后充入适量氩气，用电流加热一段时间后，阴极会向外喷射电子，并在阳极的吸引下形成稳定的电子束。亥姆霍兹线圈没有通电时，玻璃泡中出现如图（b）粗黑线所示的光束（实际上光束是蓝绿色的）。若接通亥姆霍兹线圈电源，就会产生垂直于纸面方向的磁场，则电子束的轨迹描述正确的是（图中只画出了部分轨迹）(?
?????)
32、如图是带电粒子在气泡室中运动径迹的照片及其中某条径迹的放大图。匀强磁场与带电粒子运动径迹垂直，
A、B、C是该条径迹上的三点。若该粒子在运动过程中质量和电量保持不变，不断克服阻力做功，则关于此径迹下列说法正确的是
A．粒子由A经B向C的方向运动
B．粒子由C经B向A的方向运动
C．粒子一定带正电，磁场方向垂直纸面向里
D．粒子一定带负电，磁场方向垂直纸面向外
33、图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是
A．向上
B.
向下
C．向左?
D.
向右
34、如图所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内光滑、槽的宽度和深度处处相同．现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内．让小球获一初速度v0在槽内开始运动，与此同时，在一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随时间成正比增大，设小球运动过程中带电荷量不变，那么（??
）
A．小球在槽内做匀速圆周运动
B．小球需要的向心力大小不变
C．磁场力对小球做功?
D．小球受到的洛伦兹力不断增大
35、关于运动电荷在下列磁场中所受洛伦兹力方向正确的是（　　）
A．甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向下
B．乙中负电荷所受的洛伦兹力方向向下
C．丙中负电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸外
D．丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸外
36、对于安培力和洛仑兹力，以下说法正确的是
A.
通电导线在磁场中一定受安培力
B.
只有通电导线与磁场垂直时才受安培力
C.
不管带电粒子做什么运动，洛仑兹力总不做功
D.
只有带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛仑兹力才不做功
37、在观察阴极射线在磁场中偏转的实验中，当阴极射线管的AB两个电极接到高压电源时，阴极会发射电子，在电场的加速下飞向阳极形成电子束（射线）。电子束在如图的蹄形磁铁的磁场作用下，就会发生偏转。则关于电子束偏转方向及高压电电极连接的情况，哪个选项是正确的（
）
A.电子束向上偏转，A接正极，B接负极
B.电子束向下偏转，A接正极，B接负极
C.电子束向上偏转，A接负极，B接正极
D.电子束向下偏转，A接负极，B接正极
38、斜面顶端在同一高度的三个光滑斜面AB，AC，AD，均处于水平方向的匀强磁场中．一个带负电的绝缘物块，分别从三个斜面顶端A点由静止释放，设滑到底端的时间分别为t1、t2、t3，则(　　)
A.t1＝t2＝t3
B．t1>
t2>
t3
C．t1<
t2<
t3??
D．无法比较
39、如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的(　　)
40、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中有三个带电粒子，它们在纸面内沿逆时针方向做匀
速圆周运动，其中1和2为质子的轨迹，3为α粒子（氦核）的轨迹．三者的轨道半径关系为R1＞R2＞R3，并相切于P点．设v、a、T、F分别表示它们做圆周运动的线速度、加速度、周期和所受的洛伦兹力的大小，则下列判断正确的是（　　）
A.v1＞v2＞v3?
B．a1＞a2＞a3?
C．T1＜T2＜T3?
D．F1=F2=F3
41、磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，右图是它的示意图．平行金属板A，B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）垂直于B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A，B两板间距为d，稳定时下列说法中正确的是（???
）
A．图中A板是电源的正极
B．图中B板是电源的正极
C．电源的电动势为Bvd
D．电源的电动势为Bvq
参考答案
1、B
2、B
3、C
解析　合力与速度v方向相反，质点的速度要减小，从而使洛伦兹力qvB减小，则合力不再与v在同一直线上，故一定做曲线运动，C正确．
4、D
5、A
6、C
7、B　
解析:根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，选项A错误、选项B正确；根据F＝qvB，可知洛伦兹力的大小与速度有关，选项C错误；洛伦兹力的作用效果就是改变带电粒子的运动方向，不改变速度的大小，选项D错误．
8、AB
解析:若小球A带正电，小球A受重力和A、B之间的库仑力的作用（且库仑力为斥力），若重力的大小和库仑力的大小相反，则撤去绝缘板后，重力和库仑力仍大小相等而方向相反，故小球A仍处于静止状态，A正确；若库仑力大于重力，则可由左手定则判断B正确．
9、C
10、B
11、C?
12、C
13、A
14、AD
15、BD
解析：在磁场中半径
运动时间：（θ为转过圆心角），故BD正确，当粒子从O点所在的边上射出的粒子时：轨迹可以不同，但圆心角相同为1800，因而AC错
16、
17、A
18、D
19、AB
20、AD
解析：由R＝，当v减小时，B也要减小，粒子从P点射入，A对；f洛＝qvB知，洛伦兹力减小，动能减小，C错，D对。
21、B
22、B
解析　物体受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下，物体受到的摩擦力变大，到达底端时克服摩擦力做功增加，动能减少，速度变小，B正确．
23、C
24、A
25、?A?
26、C
27、A
解析　地磁场方向由南向北；由左手定则可判定带正电的粒子在赤道上受到向东的洛伦兹力，A正确．
28、?C
29、B
解析:当滑块开始沿斜面向下运动时，带正电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向上，带负电的滑块受的洛伦兹力方向垂直斜面向下，开始时两滑块沿斜面方向所受的力均为mgsinθ，均做匀加速直线运动，随着速度的增加，正电荷受的洛伦兹力逐渐变大，当qvB＝mgcosθ时，＋q恰能离开斜面，A正确，B错误；由于两滑块加速度相同，所以在＋q离开斜面前两者在斜面上运动的速度总相同，当＋q离开斜面时，－q受的洛伦兹力也满足qvB＝mgcosθ，方向垂直斜面向下，斜面对滑块的支持力大小为qvB＋mgcosθ＝2mgcosθ，故滑块对斜面的压力为2mgcosθ，C正确；由于洛伦兹力不做功，D正确。
30、C
解析:根据右手螺旋定则判断上下两个线圈的N极均在右边，S极均在左边．即铁芯中间处的磁场方向是水平向左的．根据左手定则判定，由里向外射出的电子流受到的洛仑兹力向上；故电子束会向上偏转。
31、D
32、A????
33、B
34、D
35、C
36、C
37、D
38、C
39、AD
解析：由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环受到竖直向下的重力、垂直杆的弹力及向左的摩擦力，当洛伦兹力初始时刻小于重力时，弹力方向竖直向上，圆环向右减速运动，随着速度减小，洛伦兹力减小，弹力越来越大，摩擦力越来越大，故做加速度增大的减速运动，直到速度为零而处于静止状态，选项中没有对应图象；当洛伦兹力初始时刻等于重力时，弹力为零，摩擦力为零，故圆环做匀速直线运动，A项正确；当洛伦兹力初始时刻大于重力时，弹力方向竖直向下，圆环做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，在弹力减小到零的过程中，摩擦力逐渐减小到零，故做加速度逐渐减小的减速运动，摩擦力为零时，开始做匀速直线运动，D项正确．
40、AB
解析：A、C、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时半径为，比荷相等时，r与v成正比，则有v1＞v2．设带电粒子的质量和电量分别为m、q，则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期为，T与比荷成反比，质子与α粒子的比荷之比为2：1，则有T1=T2＜T3．由公式：v=，由于R2＞R3，T2＜T3，所以v2＞v3．故A正确，C错误．B、粒子的加速度为，因为v1＞v2，故有a1＞a2．又：，T2＜T3，所以ω2＞ω3，根据a=v?ω，所以a2＞a3．故B正确；D、根据公式：f洛=qvB，v1＞v2
所以F1＞F2．故D错误．
41、BC