高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.2 洛伦兹力课后练习题

1.2洛伦兹力基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．关于安培力与洛伦兹力的关系理解正确的一项是（　　）

A．安培力和洛伦兹力是完全独立的两种力，它们没有任何联系

B．安培力和洛伦兹力是完全相同的同种力，它们没有任何区别

C．安培力是磁场给电荷的作用力，洛伦兹力是磁场给电流的作用力，都是磁场作用的力

D．安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质

2．一个带电粒子以速度v射入某一空间（不计重力），下列说法正确的是（       ）

A．若空间只有电场，粒子的动能一定不变

B．若空间只有电场，粒子的速度一定不变

C．若空间只有磁场，粒子的动能一定不变

D．若空间只有磁场，粒子的速度一定不变

3．下列对电场和磁场的认识，正确的是（　　）

A．电场线和磁感线是为了形象描述场的强弱和方向而人为引入的

B．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止

C．在电场中的电荷一定受到电场力的作用，在磁场中的运动电荷一定受到磁场力的作用

D．电场和磁场都是假想的，不是客观存在

4．下面四幅图中，前两幅表示通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系；后两幅表示运动电荷所受洛伦兹力F、磁感应强度B和电荷速度v三者方向之间的关系，其中正确的是(　　)

A．

B．

C．

D．

5．从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。地磁场的示意图（虚线，方向未标出）如图所示，赤道上方的磁场可看成与地面平行，其中含有α、β（电子）、γ射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下（　　）

A．α射线沿直线射向赤道 B．β射线向西偏转

C．γ射线向东偏转 D．质子向北偏转

6．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子．如图所示，把电子射线管（阴极射线管）放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是（　　）

A．向下 B．向上 C．向左 D．向右

7．如图所示是电子受到的洛仑兹力f与磁场B、电子运动速度v三者方向之间关系的示意图，其中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

8．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

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．带电粒子一定沿电场线运动

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

9．下图中，一个带正电的粒子以速度v进入匀强磁场中，速度方向与磁感应强度的方向相同，不计重力，能正确反映粒子运动轨迹的图是（　　）

A． B．

C． D．

10．如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为（ ）

A． B． C． D．

11．下列运动（电子只受电场或磁场力的作用）不可能的是

A．电子以固定正点电荷Q为圆心绕Q做圆周运动

B．电子在固定等量异种点电荷+Q、-Q连线中垂线做直线运动

C．电子在图示的匀强磁场中沿图示虚线轨道做圆周运动

D．电子沿通电螺旋管中心轴线作直线运动

12．如图所示，直线OP上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源O在纸面内沿不同的方向先后发射速率均为v的质子1和2，两个质子都过P点．已知OP=a，质子1沿与OP成30°角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互作用力，则

A．质子1在磁场中的运动半径为

B．质子2在磁场中的运动周期为

C．质子1在磁场中的运动时间为

D．质子2在磁场中的运动时间为

13．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AC是圆O的水平直径，P是圆周上的一点，P点离AC的距离为R，一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定的速度从A点沿AC方向射入，粒子在磁场中运动的偏向角为90°，保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从P点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（　　）

A． B． C． D．

14．1820年，奥斯特意外地发现了电流的磁效应，从此举世闻名。一通电直导线水平放置并通以图示方向的电流。当带正电的粒子在导线的正下方的运动速度方向与电流方向平行时，该粒子受到的磁场力的方向为（　　）

A．垂直于导线向上 B．垂直于导线向下

C．垂直于平面向外 D．垂直于平面向里

15．静电场和磁场对比（ ）

A．电场线和磁感线都是闭合的

B．静电场是由运动电荷产生的

C．静电场和磁场都可使运动电荷加速

D．静电场和磁场都可使运动电荷偏转

二、填空题（共4题）

16．若v⊥B，此时初速度方向、洛伦兹力的方向均与磁场方向______，粒子在垂直于______方向的平面内运动．

（1）洛伦兹力与粒子的运动方向______，只改变粒子速度的______，不改变粒子速度的______．

（2）带电粒子在垂直于磁场的平面内做______运动，______力提供向心力．

17．一电子以速度垂直进入匀强磁场，磁场方向如图所示，此时该电子所受洛伦兹力的方向__________（填“向上”或“向下”）。

18．一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变），重力不计，从图中情况可以确定粒子带______电，粒子的运动方向从______（填“a到b”或“b到a”）。

19．近年来，我国全面打响了蓝天、碧水。净土三大保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图甲所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过。

（1）由于图甲中的灵敏电流计G的内阻未知，利用图乙中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤：

a、分别将和的阻值调至最大；

b、合上开关；

c、调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数；

d、合上开关；

e、反复调节和的阻值，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的三分之一处，此时的读数为。

则灵敏电流计内阻为___________。灵敏电流计内阻的测量值______（填“大于”“小于”或“等于”）的真实值。

（2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图丙所示，则________。

（3）图甲中与A极相连的是灵敏电流计的________（填“正”或“负”）接线柱。

（4）闭合图甲中的开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图丁所示，则污水接入电路的电阻为____________。（用题中的字母a、B、c、v、D、表示）。

三、综合题（共4题）

20．速率为的电子，垂直射入磁感应强度大小为的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？

21．如图，导体棒CD在均匀磁场中运动。

(1)自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？为了方便，可以认为导体棒中的自由电荷是正电荷。

(2)导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？

(3)导体棒哪端的电势比较高？

22．用磁场可以约束带电离子的轨迹，如图所示，宽d=2cm的有界匀强磁场的横向范围足够大，磁感应强度方向垂直纸面向里，B＝1T，现有一束带正电的粒子从O点以v＝2×106 m/s的速度沿纸面垂直边界进入磁场。粒子的电荷量q＝1.6×10－19C，质量m＝3.2×10－27kg。求：

（1）粒子在磁场中运动的轨道半径r和运动时间t是多大？

（2）粒子保持原有速度，又不从磁场上边界射出，则磁感应强度最小为多大？

23．试判断图示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．D

5．B

6．A

7．A

8．B

9．C

10．C

11．B

12．D

13．C

14．A

15．D

16．     垂直     磁场     垂直     方向     大小     匀速圆周     洛伦兹

17．向下

18．     正     b到a

19．          等于     3.035     正    

20．

21．(1)；(2)不会。因为C、D两端聚集的电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动；(3)C

22．（1）r＝4×10-2 m，；（2）B =2 T

23．