学高中物理磁场对运动电荷的作用洛伦兹力课时作业（含解析）教科版选修-课件

发布时间：2016-08-05 08:12:30 来源：文档文库

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磁场对运动电荷的作用-洛伦兹力

一、选择题

1．以下说法正确的是(　　)

A．电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力

B．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力

C．洛伦兹力对运动电荷一定不做功

D．洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小

解析：选C．只有运动电荷的速度方向与磁场方向不平行时，运动电荷才会受到洛伦兹力的作用，且洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，对运动电荷永不做功，故A、B、D错误，C正确．

2．如图所示的是磁感应强度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垂直于F与v决定的平面，B、F、v两两垂直)．其中正确的是(　　)

解析：选D．此题主要考查左手定则及立体图像的辨认，利用左手定则可判断出D是正确的．

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(　　)

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：选C．根据通电螺线管内部磁场的特点，电子沿轴线进入螺线管，速度的方向和磁场方向平行，故电子不受洛伦兹力，因此，选C．

4. 初速度为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，半径不变

D．电子将向右偏转，半径改变

解析：选AD．由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力偏离电流，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变．A对，又由R＝知，在电子偏离电流时，B减弱，故R变大，D对．

5．有三束粒子，分别是质子(H)、氚核(H)和α粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里)，在如图所示的四个图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是(　　)

解析：选C．由粒子在磁场中运动的半径R＝可知，粒子在磁场中运动的轨迹应该与粒子的比荷有关，即R1∶R2∶R3＝∶∶＝∶∶＝1∶3∶2，所以三种粒子的轨迹应该是氢核半径最小，氚核半径最大，α粒子束在中间，所以C选项正确．

6. 如图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子(　　)

A．带正电，由下往上运动

B．带正电，由上往下运动

C．带负电，由上往下运动

D．带负电，由下往上运动

解析：选A．从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式R＝可知，下部速度大，上部速度小，这一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是A．

7. 如图所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速度v0开始运动．已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是(　　)

A．若物块带正电，一定受两个力，做匀速直线运动

B．若物块带负电，一定受两个力，做匀速直线运动

C．若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动

D．若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动

解析：选D．若物块带正电，则受到的洛伦兹力竖直向上，如果洛伦兹力小于重力，则物块还会受到支持力和摩擦力，做变减速运动；如果恰好洛伦兹力等于重力，则物块只受这两个力而做匀速直线运动，故A、C均错．若物块带负电，洛伦兹力竖直向下，物块受四个力而做减速运动，故B错D对．正确答案为D．

8. 如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以不同速率沿着与x轴成30°角从原点射入磁场，它们的轨道半径之比为3∶1，则正、负电子在磁场中运动时间之比为(　　)

A．1∶2 B．2∶1

C．1∶3 D．3∶1

解析：

选B．首先要画出粒子的运动轨迹，它们的圆心均在垂直于速度方向的虚线上，如图所示．

由几何知识可求出正电子在磁场中转动的圆心角为120°，负电子在磁场中转动的圆心角为60°，据t＝T可知，正、负电子在磁场中运动的时间之比为2∶1，正、负电子在磁场中运动的时间与粒子的运动半径无关．故B正确．

9．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面．一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为(　　)

A． B．

C． D．

解析：选A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用几何关系和洛伦兹力公式即可求解．

如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qv0B＝m，据几何关系，粒子在磁场中的轨道半径r＝Rtan 60°＝R，解得B＝，选项A正确．

10．(2012·高考广东卷)质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(　　)

A．M带负电，N带正电

B．M的速率小于N的速率

C．洛伦兹力对M、N做正功

D．M的运行时间大于N的运行时间

解析：选A．由左手定则知M带负电，N带正电，选项A正确；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动且向心力F向＝F洛，即＝qvB得r＝，因为M、N的质量、电荷量都相等，且rM＞rN，所以vM＞vN，选项B错误；M、N运动过程中，F洛始终与v垂直，F洛不做功，选项C错误；由T＝知M、N两粒子做匀速圆周运动的周期相等且在磁场中的运动时间均为，选项D错误．