1、第三章 磁场第4节磁场对运动电荷的作用洛伦兹力课时作业一、单项选择题1一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响)，粒子将在管中()A做圆周运动B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动 D做匀速直线运动解析：通电长螺线管内部的磁场方向始终与中轴线平行，带电粒子沿磁场方向运动时，不受洛伦兹力，所以一直保持原运动状态不变答案：D2来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地点，稍向东偏转C相对于预定地点，稍向西偏转D相对于预定地点，稍向北偏转解析：本题考查判断洛伦兹力的方向，质子带
2、正电，地球表面地磁场方向由南向北根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落的过程中受洛伦兹力方向向东，故正确选项为B.答案：B3.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子，初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()A沿路径a运动B沿路径b运动C沿路径c运动 D沿路径d运动解析：由安培定则，电流在其下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上，则质子的轨迹必定向上弯曲，故C、D错误；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，故B正确，A错误答案：B4.如图所示，a和b带电荷量相同，以相同动能从A点射入磁场
3、，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra2rb，则可知(重力不计)()A两粒子都带正电，质量比4B两粒子都带负电，质量比4C两粒子都带正电，质量比D两粒子都带负电，质量比解析：由题意知qaqb，EkaEkb，由Ekmv2和r得m，可见m与半径的平方成正比，故mamb41，再根据左手定则知粒子应带负电，故B正确答案：B5.如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直于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做加速运动，则在加速运动阶段()Aa对b的压力不变Ba对b的压力变大Ca、b物块间的摩擦力
4、变大Da、b物块间的摩擦力不变解析：运动过程中a、b整体受总重力、拉力F、向下的洛伦兹力qvB、地面的支持力FN和摩擦力Ff，竖直方向有FN(mamb)gqvB，水平方向有FFf(mamb)a1，FfFN.在加速阶段，v增大，FN增大，Ff增大，加速度a1减小对a受力分析，a受重力mag、向下的洛伦兹力qvB、b对a向上的支持力FN、b对a向左的静摩擦力Ff，竖直方向有FNmagqvB，水平方向有Ffmaa1.随着v的增大，FN增大，故a对b的压力增大，选项A错误，B正确；加速度a1减小，所以a、b物块间的摩擦力变小，选项C、D均错误答案：B二、多项选择题6电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下
5、列说法中正确的是()A只要速度大小相等，所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能不变解析：因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且还与粒子运动速度的方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时FqvB，当粒子速度与磁场平行时F0.再者由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，所以A选项错；q改为q且速度反向时，所形成的电流方向与原q运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由FqvB知大小
6、不变，所以B选项正确；因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以C选项错；因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此，洛伦兹力不做功，粒子动能不变，所以D选项正确答案：BD7.如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()A电子与正电子的偏转方向一定不同B电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小解析：根据左手定则，电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹
7、力的方向相反，故两者的偏转方向不同，选项A正确；根据qvB，得r，若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等，则轨迹半径不相同，选项B错误；对于质子、正电子，它们在磁场中运动时不能确定mv的大小，故选项C正确；粒子的mv越大，轨迹半径越大，而mv，粒子的动能大，其mv不一定大，选项D错误答案：AC8.如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是()AGa最大 BGb最大CGc最大 DGb最小解析：由于a静止，GaqE，电场力竖直向上，故三个油
8、滴带负电荷，由左手定则知，b所受洛伦兹力竖直向下，GbqvbBqE；由左手定则知，c所受洛伦兹力竖直向上，GcqEqvcB.由此可知GbGaGc，故C、D正确答案：CD9.如图，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上不计重力下列说法正确的有()Aa、b均带正电Ba在磁场中飞行的时间比b的短Ca在磁场中飞行的路程比b的短Da在P上的落点与O点的距离比b的近解析：因离子均向下偏转打到屏P上，根据左手定则可知a、b均带正电，A项正确又因a、b为同种离子，m、q均相同，由R，T，可知它们的轨道半径R与周期T也均相同而a离子的轨迹是一段优弧，b离子的轨迹是一
9、个半圆，a的路程比b的路程长，飞行时间也比b的飞行时间长，故B、C项均错误b在P上的落点到O点的距离等于圆轨迹的直径，说明b的落点离O点最远，故D项正确答案：AD10.如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则()A小球带负电B小球的运动轨迹是一条抛物线C洛伦兹力对小球做正功D维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大解析：由左手定则可判断小球带正电，A错误；洛伦兹力与速度方向总垂直，洛伦兹力对小球不做功，C错误；沿试管方向洛伦兹力的分量不变，小球沿试管匀加速运动，小球向右匀速
10、运动的同时沿试管匀加速运动，轨迹为抛物线，B正确；洛伦兹力在F反方向上的分量逐渐增大，故维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大，D正确答案：BD三、非选择题11.质量为m，带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷(2)磁感应强度的大小解析：(1)微粒做匀速直线运动，所受合力必为零，微粒受重力mg，电场力qE，洛伦兹力qvB，由此可知，微粒带正电，受力如图所示，qEmg，则电场强度E.(2)由于合力为零，则qvBmg，所以B.答案：(1)正电(2)12两极板M、N相距为d，板长为5d，两板未带电，板间有垂直于纸面的匀强磁场，如图所示，一大群电子沿平行于板的方向从各个位置以速度v射入板间，为了使电子都不从板间穿出，磁感应强度B的范围怎样？(设电子电荷量为e，质量为m)解析：如图所示，靠近M板进入磁场的电子刚好打到N板右边缘，对应的磁感应强度有最小值B1，设此时轨道半径为R1，则有evB1由几何关系得(R1d)2(5d)2R联立解得B1靠近M板进入磁场的电子刚好打到N板左边缘，对应的磁感应强度有最大值B2，此时轨道半径为R2，则有evB2由几何关系得R2联立解得B2综上所述，磁感应强度B的范围为B答案：B
