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1、人教版（2019）选择性必修二1.2磁场对运动电荷的作用力同步练习一、单选题1 . 一束带电粒子向M、N两金属极板运动。下列说法正确的是（）MX X X XVX X X BXA.正离子向M极偏转，负离子向N极偏转B.正离子向N极偏转，负离子向M极偏转C.正、负离子均向N极偏转D.正、负离子均向M极偏转2 .如下图所示，磁场方向、电荷的运动方向、电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直，则正确的是（）vC.3 .场是高中物理中一个非常重要的概念，我们已经学习了电场和磁场，下列有关场的说法正确的是（）A.电场线和磁感线都是闭合的曲线图甲 图乙故选B。6. C【详解】根据左手定则可知圆环所受洛伦兹力的方向向上
2、，如果q%B = mg则环和杆之间无弹力，圆环也不受摩擦力，环在杆上匀速直线运动，圆环运动的速度一时 间图像如A选项所示；如果q%B mg则环和杆之间有摩擦力作用，环做减速运动，根据牛顿第二定律可得(qvB mg)=ma环的加速度减小，当减速到qvB=mg时，环和杆之间无弹力，此后环做匀速运动，圆环运动的速度一时间图像如D选项所示； 如果q%)B B,方向与u垂直斜向上；(2)0.5qvB,方向垂直纸面向里；(3)不受洛伦兹力；(4)qvB,方向与v垂直斜向上【详解】(1)因阻8,所以F=qvB方向与u垂直斜向上。(2与3夹角为30。，取u与3垂直分量，故F=qvBsm300=0.5qvB方向
3、垂直纸面向里。由于v与8平行，所以不受洛伦兹力。(4)丫与吕垂直，故F=qvB方向与u垂直斜向上。归纳总结：在计算洛伦兹力的大小时，要注意u取与3垂直的分量。洛伦兹力的方向垂直答案第8页，共10页于U与8所决定的平面。20. (1)8 板；(2)E = vBd【详解】(1)由左手定则，8板为正极：(2)4 8两板将会聚集越来越多的电荷，电场强度变强，令两板的电动势为E,当平衡时有，EqVB = CId解得电源的电动势E-vBd21. (1)负电荷；(2) 3.5m/s； (3) 1.2m【详解】(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，小滑块最后离开斜面，洛伦兹力垂直斜
4、面向上，根据左手定则可知小滑块带负电荷；(2)小球下滑时垂直斜面方向的加速度为零，离开斜面时速度最大，支持力为零，有mgcosa =8则最大速度为mg cos a 。匚/x 3. 5m/ sqB(3)下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得斜面的长度至少应为x = - = L2m2g sin a22. (1)(2) 7.9xl0-3m2o【详解】(1)设其做匀速圆周运动的半径为凡 运动周期为八油滴在磁场中的运动时间为，根答案第9页，共10页据牛顿第二定律:7 V qvB = mR得:“ mv 1.0x10-27x2.00R =7 m - 0.1mqB 1.0x10-19x2.0x10-7周期:,
5、 2jim 2-xl.OxlO27 ciT =7 = (). 1 万sqB 1.0xW19x2.0x10-7设带电粒子从M点进入磁场，从N点射出磁场，由于粒子的运动轨迹关于y轴对称，如 图所示:根据几何关系可知/MOW=60。，所以，带电油滴在磁场中运动的时间：T 0.1万6 = =s ；2 66(2)连接MN,当MN为圆形磁场的半径时，圆形磁场面积最小，如图所示:根据几何关系圆形磁场的半径为：r = Rsin30=0.05m其面积：S = = 0.0025m2 7.9xl0-3 m2答案第10页，共10页B.同一试探电荷在电场强度越大的地方受到的电场力越大C.带电粒子如果只受电场力的作用，一
6、定沿电场线运动D.处于磁场中的带电粒子一定会受到磁场对它的力的作用4 .下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是（）A.电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B.磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的C.电流与电流之间的相互作用一定是通过磁场来发生的D.电场线越密的地方，同一试探电荷所受的电场力越大；磁感线分布较密的地方， 同一试探电荷所受的磁场力也越大5 .如图所示，摆球上带有负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于 纸面向里，摆球在4、5间摆动过程中，由4摆到最低点。时，摆线拉力大小为月，摆球加速度大小为力;由3摆到最低点。时，摆线拉力大小为F?，摆
7、球加速度大小为。2，则（）A.6工，4=。2B,片F2,D. F1F29 axa26 .如图所示，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8的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度在以后的运动过程中，圆环运动的速度一时间图像不可能是下列选项中的（ ）xmq x v0 xb xI Io7.直导线右侧放一个矩形线框Q,二者分别通以电流刀、L,电流方向如图（a）所 示，图（b）为俯视图，直导线P与线框不在同一平面内，但P与线框竖直中心轴共 面，。/。2为过线框中心。和直导线P的水平直线。不考虑线框上下两段导线对直导线图（b）的影响。下列说法正确
8、的是（）A.若P固定，Q可以绕竖直中心轴转动，则图（b）中Q会先逆时针转动B.若P固定，Q可以绕竖直中心轴转动，则图（b）中Q会先顺时针转动C.若Q固定，P可以自由运动，则P将沿。/。2向。靠近D.若Q固定，P可以自由运动，则图（）中P将顺时针转动8 .如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，。为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于。点对称。导线中均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B =式中左是常数、Ir是导线中的电流、为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度%从。点出发在桌面上沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是（
9、A.小球做匀速直线运动B.小球先做加速运动后做减速运动C.小球对桌面的压力先减小后增大D.小球对桌面的压力一直在减小9 .如图所示，真空中竖直放置一根通电长直金属导线MN,电流方向向上。乃是一根水平放置的内壁光滑绝缘管，端点以b分别在以MN为轴心、半径为火的圆柱面o现使一个小球自。端以速度%射入加管，小球半径略小于绝缘管半径且带正电,小球重力忽略不计，小球向b运动过程中，下列说法正确的是（）B.洛伦兹力对小球先做正功，后做负功C.小球受到的洛伦兹力始终为零D.管壁对小球的弹力方向先竖直向下，后竖直向上10 .如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是（不考虑电子重A.若在Di、D
10、2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P/点B.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应打到2C.若在Di、D2之间加上竖直向上的电场，则阴极射线应夕3D.若在Di、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转11 .如图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（Z轴负方向）偏转，在下列措B.加一电场，电场方向沿z轴负方向C.加一磁场，磁场方向沿轴正方向D.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向12 .下列说法中正确的是（）A.如果把“改为一外 且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变B.带电粒子
11、在匀强磁场中运动，只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同C.洛伦兹力方向一定与带电粒子速度方向垂直，磁场方向一定与带电粒子运动方向垂 直D.带电粒子在只受到洛伦兹力作用下，运动的动能、速度均不变二、填空题13 .下列图中洛伦兹力的方向向右（）XBXX14 .质量相同的两个小球，一个带电，另一个不带电，它们从同一高度同时由静止下落，经一个水平方向的场（可能是匀强电场，也可能是匀强磁场）先后落地，那么先落地的是 （填”带电，不带电”）的小球，水平方向所加的场是15 .从14051433年，出生于云南的航海家郑和先后7次下西洋.在一望无际的茫茫大海中，利用指南针导航.指南针指南的一端是 极（选填N”或
12、S”）；洛仑兹力是磁场对 电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中的运动情况，粒子所受洛仑兹力的方向向XXX中4X vXXX16 .某种物质发射的三种射线如图所示的磁场中分裂成口、口三束.那么在这三束 射线中，带正电的是，带负电的是，不带电的是.17 .图中受洛仑兹力，（1）水平向外的是图 ； （2）竖直向上的是图BXXX（3）竖直向下的是图+吟X X x V x xXXX 甲X+* X XXX V xxxXXX X X乙三、解答题18 .试通过定量计算说明通电导线在磁场中受的安培力是导线中运动电荷所受洛伦兹 力的宏观表现.19 .在下图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为6,带电粒子的
13、速率均为也带电荷量均为贵 试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向。XXXX(1)Q)20 . 一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板力、8之间有一个很强的磁场，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）喷入磁场，A. 8两板间便产生电压。如果把4、3和用电器连接，A. 3就是一个直流电源的两个电极。（1）4、8板哪一个是电源的正极？若4 8两板相距为，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为8,等离子体以速度口沿垂直于8的方向射入磁场，这个发电机的电动势是多大？21 . 一个质量为2=01g的小滑块，带有夕=5x10-4。的电荷量，放置在倾角。=30。
14、的光滑斜面上（绝缘），斜面固定且置于8=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滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要 离开斜面（g取10m/s2）o求:（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）该斜面长度至少多长?X X X XXXX22 .如图所示，在真空室中平面直角坐标系的轴竖直向上，x轴上的。点与。点关于坐标原点。对称，。间的距离d=30cm。坐标系所在空间存在一个垂直于xOy平面 的圆形有界匀强磁场，一带电粒子在xQy平面内，从P点与x轴成30。的夹角射出，该 粒子将做匀速直线运动，已知带电粒子以速度v=2.0m/s射
15、出，质量;7?=1.0xl0-27kg,所 带电荷量q=L0xl09c,使带电粒子通过。点，且其运动轨迹关于y轴对称。已知磁 场的磁感应强度大小为2.0xl0-7To （不计带电粒子重力）求：（1）油滴在磁场中运动的时间九（2）圆形磁场区域的最小面积S。参考答案:1. B【详解】 根据左手定则可以判断正离子受洛伦兹力向下，负离子受洛伦兹力向上，因此正离子向N 极偏转，负离子向M极偏转，故ACD错误，B正确。故选Bo2. D【详解】A.根据左手定则,该图中洛伦兹力的方向竖直向下,选项A错误;B.根据左手定则,该图中洛伦兹力的方向水平向右,选项B错误;C.根据左手定则,该图中洛伦兹力的方向水平向右
16、,选项C错误;D.根据左手定则,该图中洛伦兹力的方向垂直纸面向外，选项D正确。故选Do3. B【详解】A.电场线从正电荷出发到负电荷终止，不是闭合曲线，A错误;B.电荷受到的电场力，F=qE,同一试探电荷在电场强度越大的地方受到的电场力越大,B正确;C.电场线的切线方向表示某点的场强方向，所以带电粒子的受力分向不沿电场线的方向，所以带电粒子不一定沿电场线运动，C错误;D.当粒子运动的方向与磁场平行时，不受洛伦兹力的作用，D错误。故选B。4. C【详解】答案第1页，共10页A.电场线和磁感线都是假想出来的，实际并不存在，A错误；B.任意两条电场线或磁感线一定不相交，若会相交，交点就有两个方向，与实际矛盾，B 错误；C.电流与电流之间的相互作用一定是通过磁场来发生的，c正确；D.试探电荷受到磁场的作用力（洛伦兹力）不仅与磁感应强度有关，还跟电荷的带电量 及电荷的速度有关，D错误。故选C。5. B【详解】CD.由于洛伦兹力不做功，所以摆球由B到达。和由4到达。的速度大小相等，由v2a =r可得a =a2故CD错误。AB.当由4运动到。时，以摆球为研究对象，受力分析如图甲所示耳+与各_ mg = max当由3运动到。时丁受力分析如图乙所示与一耳各_ mg = ma2因此故A错误，B正确。答案第2页，共10页