2021学年2 磁场对运动电荷的作用力达标测试

1.2磁场对运动电荷的作用力同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．图中F为电场力或磁场力，根据所学知识判断各图可能符合实际情况的是（　　）

A． B．

C． D．

2．关于磁场中的通电导线和运动电荷的说法中，下列说法正确的是（       ）

A．磁场对通电导线的作用力方向一定与磁场方向相同

B．磁场对运动电荷的作用力方向一定与速度方向垂直

C．带电粒子只受洛伦兹力作用时，其动能不变，速度不变

D．电荷在磁场中不可能做匀速直线运动

3．在电视机的显像管中，电子束的扫描是用磁偏转技术实现的，其扫描原理如图所示．电子从电子枪射出，向右射入圆形区域内的偏转磁场，磁场方向垂直于圆面，设磁场方向向里时磁感应强度为正值．当不加磁场时，电子束将通过O点而打在屏幕的中心M点．为了使屏幕上出现一条以M点为中点，并从P点向Q点逐次扫描的亮线PQ，偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是图中的（ ）

A． B． 

C． D．

4．如图所示，磁感应强度B电荷运动的速度v和磁场对电荷的作用力F的方向的相互关系正确的是（四幅图中B、v、F方向都是两两垂直）

A． B．

C． D．

5．下列叙述正确的是（　　）

A．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

B．点电荷是一个理想模型，只有电荷量很小的带电体才可看成点电荷

C．物理量电场强度、磁感应强度都是采用比值法定义的

D．法拉第首先发现了电流的磁效应，并引入“场”的概念用来研究电和磁现象

6．来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会对地球上的生命带来危害。但由于地磁场（如图所示）的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下运动情况的判断，下列说法中正确的是（　　）

A．若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转

B．若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向北偏转

C．若带电粒子带负电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向南偏转

D．若带电粒子带负电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转

7．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（　　）

A．2：1

B．1：1

C．1：2

D．1：4

8．如图所示，运动电荷在磁场中受到洛伦兹力向上的是（　　）

A． B． C． D．

9．下列图中带电粒子所受的洛仑磁力的方向水平向左的是（　　）

A． B． C． D．

10．下列描述中符合物理学史的是

A．奥斯特发现了电流的磁效应并总结出了电流的磁场分布的判断方法

B．洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用

C．法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，并采用了电场线来简洁地描述它

D．安培提出了分子电流假说并最早测定了元电荷e的数值

11．在下列四幅图中，正确标明了带负电的粒子所受洛伦兹力方向的是（　　）

A． B．

C． D．

12．下列说法错误的是（　　）

A．磁感线总是由N极出发指向S极

B．洛伦兹力既垂直磁场方向又垂直电荷运动方向

C．当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力

D．洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力

13．如图所示，M、N两平行金属板间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子（重力不计）从O点以速度υ沿着与两板平行的方向射入场区后，做匀速直线运动，经过时间t1飞出场区；如果两板间撤去磁场，粒子仍以原来的速度从O点进入电场，经过时间的t2飞出电场；如果两板间撤去电场，粒子仍以原来的速度从O点进入磁场后，经过时间t3飞出磁场，则t1、t2、t3的大小关系为（　　）

A．t1=t2＜t3 B．t2＞t1＞t3 C．t1=t2=t3 D．t1＞t2=t3

14．一直导管的横截面是半径为R的圆，如图所示，该直导管（导管壁的厚度可忽略）水平放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里；沿导管向左流动的液体中含有一种质量为m、电荷量为+q的带电微粒，微粒受磁场力影响发生偏转，导管上、下壁a、b两点间最终形成稳定电势差Uab，导管内部的电场可看作匀强电场，忽略浮力，重力不可忽略，重力加速度为g，则液体流速和a、b两点间电势差Uab的正负为 （　　）

A． ，Uab为正 B．，Uab为正

C．，Uab为负 D．，Uab为负

15．已知地球是一个巨大的磁场，且地磁场的南北极与地理的南北极大致相反，地磁场的存在对地球上的生物起到了很好的保护作用，现有一束带负电的粒子流垂直于地球表面射向赤道上空，从沿粒子束运动方向的角度看，则该束离子将（     ）

A．向东偏转 B．向西偏转 C．向南偏转 D．向北偏转

二、填空题（共4题）

16．如图所示，把一电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间，当电子由“﹣”，极射向“+”极时，将向________方偏转（填“上”或“下”）．

17．若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动，其所受洛伦兹力F＝______.

18．如图中，带电粒子进入匀强磁场，写出该粒子受到的洛伦兹力的方向。

甲方向为______，乙方向为______，丙方向为______，丁方向为______。

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．在图示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。试证明带电粒子具有速度时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。

21．如图所示，x轴上放有一足够大的荧光屏，y轴上（0，L）处有一个点状的粒子放射源A，某瞬间同时向xoy平面内各个方向发射速率均为的粒子（不计重力），设粒子电量为q，质量为m，求：

（1）当空间中只存在平行xoy平面沿y轴负方向的匀强电场时，最后到达荧光屏的粒子在电场中的运动时间为最先到达荧光屏的粒子在电场中运动时间的3倍，求电场强度．

（2）当空间中只存在垂直xoy平面向里的匀强磁场且磁感应强度时，最先到达荧光屏的粒子在磁场中的运动时间与最后到达荧光屏的粒子在磁场中运动时间的比值为多少．

22．质量为0.1g的小球带5×10-4C电量的负电荷，套在一根足够长的绝缘杆上，杆与水平方向成370角，球与杆间的摩擦系数μ=0.40，置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，求小球由静止开始下滑的最大加速度和最大速度．(磁场范围足够大，g取10 m／s2)

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．A

2．B

3．C

4．D

5．C

6．A

7．C

8．C

9．C

10．C

11．A

12．A

13．A

14．C

15．B

16．下

17．0

18．     竖直向上     竖直向上     垂直纸面向外     垂直纸面向里

19．     D     物块B的质量m和两物块最终的速度v    

20．

带正电的粒子进入复合场后，受向下的电场力，向上的洛伦兹力，如果沿虚线路径通过，则合力为零，否则做曲线运动，则

得

如果是负电荷，洛伦兹力与电场力同时反向，同样可得，即带电粒子具有速度时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。

21．（1）；（2）

22．2.8m/s2；2.8m/s

23．