高中鲁科版 (2019)第1章 安培力与洛伦兹力第2节 洛伦兹力达标测试

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

一、选择题（共15题）

1．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场中做匀速圆周运动，则(　 　)

A．粒子的速率加倍，周期减半

B．粒子的速率不变，轨道半径减半

C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的

D．粒子的速率不变，周期不变

2．如图所示，运动电荷在磁场中没有受到洛伦兹力的是 (     )

A． B．

C． D．

3．下列现象可以用安培分子电流假说解释的是

A．运动电荷在磁场中受到磁场力

B．通电导线周围存在磁场

C．磁铁插入闭合线圈，线圈中产生电流

D．磁铁加热到一定温度，磁性会消失

4．如图，圆形区域内存在一垂直纸面的匀强磁场，P和Q为磁场边界上的两点。氕核()和氘核()粒子从P点朝圆形区域中心射入磁场，且都从Q点射出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是(   )

A．氘核运动的时间更长

B．氘核的速率更大

C．氘核的动能更大

D．氘核的半径更大

5．如图所示，螺旋管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺旋管中的运动情况是（　　）

A．匀速圆周运动

B．往复运动

C．匀速直线运动

D．匀变速直线运动

6．下列关于磁场说法正确的是(  )

A．磁场中的任意一条磁感线都是闭合的

B．磁场只存在于磁极周围

C．磁场中任意一条磁感线都可以表示磁场的强弱和方向

D．在磁场中运动电荷一定受磁场力作用

7．关于运动电荷、通电导线所受磁场力的方向，下列判断正确的是（　　）

A． B．

C． D．

8．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。地磁场对宇宙射线有阻挡作用，从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害。结合上述材料，下列说法不正确的是（　　）

A．地磁场只分布在地球的外部

B．地磁场的北极在地理南极附近

C．地磁场穿过地球表面的磁通量为零

D．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极地区最弱

9．如图所示，虚线是一个铀核正在匀强磁场中以速率v0做匀速圆周运动的轨迹，当它运动到O点时，衰变成钍核和另外一个新核，两核的速度方向与v0共线，不计衰变后粒子间的相互作用，则关于钍核与新核在磁场中运动的轨迹和绕行方向可能正确的是

A．

B．

C．

D．

10．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图．由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹．前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行．电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I来调节．适当调节U和I，玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹．下列调节方式中，可能让圆形径迹半径增大的是(　　)

A．同时增大U和I B．同时减小U和I

C．增大U，减小I D．减小U，增大I

11．如图所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点，为使电子偏转，由安装在管径的偏转线圈产生偏转磁场，以下说法正确的是

A．当磁场方向垂直纸面向里时，电子束打在a点

B．当磁场方向垂直纸面向外时，电子束打在b点

C．要使电子束从b点移动到O点，磁场方向垂直纸面向里且磁感应强度变小

D．要使电子束从b点移动到O点，磁场方向垂直纸面向外且磁感应强度变小

12．如图所示，在以O点为圆心、r为半径的圆形区域内有磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场（图中未画出），a、b、c为圆形磁场区域边界上的三点，其中∠aOb＝∠bOc＝60°。一束质量为m、电荷量为－e而速率不同的电子从a点沿aO方向射入磁场区域，从b、c两点间的弧形边界穿出磁场区域的电子对应的速率v的取值范围是（　　）

A．<v< B．<v<

C．<v< D．<v<

13．显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由点逐渐移动到点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是（　　）

A． B．

C． D．

14．带电荷量为+q的粒子，在同一匀强磁场中运动，下列说法正确的是（ ）

A．只要粒子速度大小相同，所受洛伦兹力大小就相同

B．如果将+q改为﹣q，速度方向相反，速度大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向不变

C．已知洛伦兹力、磁感应强度、速度中任意两个量的方向就能判断第三个量的方向

D．粒子受洛伦兹力作用后，它的速度、动能都不变

15．如图所示，将磁铁靠近阴极射线管（电子射线管）时，发现电子束会发生偏转．使电子偏转的作用力是（ ）

A．重力 B．电场力 C．安培力 D．洛伦兹力

二、填空题（共4题）

16．洛伦兹力的大小

（1）当v与B成θ角时，F＝______.

（2）当v⊥B时，F＝______.

（3）当v∥B时，F＝______.

17．如图所示的正方形的盒子开有a、b、c三个微孔盒内有垂直纸面向里的匀强磁场．一束速率不同的电子从a孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有电子射出，则

（1）从b孔和c孔射出的电子的速率之比vb：vc为_________．

（2）从b孔和c孔射出的电子在盒内运动时间之比为_________．

18．洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直。（______）

19．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了一个实验来测量带电物体所带电量。如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块A靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块A相连，请结合下列操作步骤回答问题。

(1)为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推-下小物块A，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹均匀，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。

(2)如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮的摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A的带电量不变。下列关于纸带上点迹的分析正确的是（____）

A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零

B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值

C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变

D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变

(3)为了测定物块A所带电量q，除倾角、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有___________；

(4)用重力加速度g、磁感应强度B、倾角和所测得的物理量，可得出q的表达式为___________。

三、综合题（共4题）

20．托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，如图甲所示，它的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈，在通电的时候托卡马克的内部产生的磁场可以把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内。如图乙为该磁约束装置的简化模型，两个圆心均在O点，半径分别为R1=R和（R为已知量）的圆将空间分成圆形区域I和环形区域II，区域I内无磁场，区域II内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一束不同速率、电荷量为+q、质量为m的带电粒子从O点沿着区域I的半径方向射入环形的匀强磁场，不计一切阻力与粒子重力。

（1）若某粒子从O点沿x轴正方向射出，沿y轴负方向第一次返回区域I，求该粒子的速度大小；

（2）求能约束在此装置内的粒子的最大初动能Ekm；

（3）求粒子从射入环形磁场到第一次返回圆形区域I，在区域II中运动的最长时间。

21．如图所示，A和B的距离为米电子在A点的速度，已知电子质量为，电量为

为使电子沿半圆周由A运动到B，求所加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向．

电子从A运动到B需要多长的时间？

22．在宽L=10cm的区域内，存在着互相垂直的电场和磁场，如图所示.一束荷质比e/m=1.8×1011C/kg的电子以v =1.8×106m/s的速度垂直射入场中而恰好不改变运动方向.若去掉电场，电子穿过磁场区后偏离原方向5cm.那么如果去掉磁场而保持原电场，电子将偏离原方向多远？

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．B

2．D

3．D

4．A

5．C

6．A

7．C

8．A

9．A

10．C

11．C

12．C

13．C

14．B

15．D

16．qvBsin θ.    qvB    0   

17．1：2    2：1   

18．×

19．D    物块B的质量m和两物块最终的速度v       

20．（1）；（2）；（3）

21．和方向垂直纸面向里．的时间．

22．4cm

23．