人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力精品课后测评

1.2磁场对运动电荷的作用力  同步练习

一、单选题

1．（2022·全国·高二专题练习）一个电子以107 m/s的速率垂直射入一个匀强磁场中，受到的洛伦兹力大小为8×10-13 N，则该磁场的磁感应强度大小为（电子的电荷量为1.6×10-19 C）（　　）

A．0.2 T B．2 T C．0.5 T D．1.28 T

【答案】C

【解析】由得，故选C。

2．（2022全国·高二课时练习）在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】D

【解析】A．A图，根据左手定则，磁感线从掌心垂直进入，四指指向负电荷运动的反方向，拇指指向洛伦兹力的方向，判断出洛伦兹力方向向下，故A错误；

B．B图，根据左手定则，磁感线从掌心垂直进入，四指指向正电荷运动的方向，大拇指指向洛伦兹力的方向，判断出洛伦兹力方向向左，故B错误；

C．C图，当带电粒子的速度方向与磁感线平行时，带电粒子不受洛伦兹力，故C错误；

D．D图，根据左手定则，磁感线从掌心垂直进入，四指指向负电荷运动的反方向，拇指指向洛伦兹力的方向，判断出洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D正确。故选D。

3．（2022·全国·高二课时练习）下列关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是（　　）

A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零

B．只要带电粒子在磁场中某点的速度大小不变，带电粒子所受洛伦兹力大小就不变

C．电子束垂直进入磁场发生偏转，这是洛伦兹力对电子做功的结果

D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力

【答案】D

【解析】A ．如果运动电荷的速度方向与磁场方向平行，该运动电荷不受洛伦兹力作用，故A错误；

B．根据

粒子所受洛伦兹力大小不仅与速度大小有关，还与速度方向和磁场方向有关，带电粒子在磁场中某点的速度大小不变，带电粒子所受洛伦兹力大小可能会变，故B错误；

C．洛伦兹力始终垂直于粒子的速度方向，故洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误；

D．电荷只有相对磁场运动，且相对运动方向与磁场方向不平行时才受磁场力作用，所以电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力，故D正确。故选D。

4．（2022·全国·高二专题练习）水平导线中有电流通过，导线正下方电子的初速度方向与电流的方向相同，均平行于纸面水平向左。下列四幅图是描述电子运动轨迹的示意图，正确的是（　　）

A．   B．    C．  D．

【答案】A

【解析】由安培定则可知，在直导线的下方的磁场的方向为垂直纸面向外，根据左手定则可以得知电子受到的力向下，电子向下偏转；通电直导线电流产生的磁场是以直导线为中心向四周发散的，离导线越远，电流产生的磁场的磁感应强度越小，由半径公式可知，电子的运动的轨迹半径越来越大，故选A。

5．（2022·全国·高二专题练习）带电荷量为的不同粒子垂直匀强磁场方向运动时会受到洛伦兹力的作用。下列说法中正确的是（　　）

A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同

B．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

C．如果把改为，且速度反向、大小不变，则此时其所受洛伦兹力的大小、方向均不变

D．粒子在只受洛伦兹力作用时运动的动能、速度均不变

【答案】C

【解析】A．速度大小相同，速度方向不同，所受洛伦兹力大小相同，方向不同，故A错误；

B．根据左手定则可知，洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向不一定与电荷运动方向垂直，故B错误；

C．根据左手定则可知，如果把改为，且速度反向、大小不变，则此时其所受洛伦兹力的大小、方向均不变，故C正确；

D．粒子在只受洛伦兹力作用时运动的动能不变，速度方向不断改变，故D错误。故选C。

6．（2022·黑龙江·哈尔滨三中高二期末）质量为、带电荷量为的小物块，从倾角为的绝缘斜面上由静止下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为，整个斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是（       ）

A．小物块一定带正电荷

B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，且加速度大小为

C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动

D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为

【答案】C

【解析】A．根据磁场方向和小物块的运动方向，由左手定则可知，小物块的洛伦兹力方向垂直斜面，因带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，则洛伦兹力方向垂直斜面向上，根据左手定则判断，小物块带负电，故A错误；

BC．小物块在斜面上运动时，对小物块受力分析可知，小物块所受合力

由上式可知，随着v增大，洛伦兹力增大，增大，a增大，则小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动，故B错误，C正确；

D．小物块对斜面压力为零时，有

解得，故D错误。故选C。

7．（2021·全国·高二单元测试）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A、间摆动过程中，由A摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为；由摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为，则（　　）

A．， B．，

C．， D．，

【答案】B

【解析】CD．由于洛伦兹力不做功，所以摆球由到达和由A到达的速度大小相等，由

可得，故CD错误。

AB．当由A运动到时，以摆球为研究对象，受力分析如图甲所示

当由运动到时，受力分析如图乙所示

因此，故A错误，B正确。

故选B。

8．（2021·全国·高二课时练习）如图为地磁场的示意图，赤道上方的磁场可看成与地面平行．若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有质子流（氢核）、射线（氦核）、射线（电子），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．射线向南偏转 B．射线向北偏转

C．射线向西偏转 D．质子流向西偏转

【答案】C

【解析】地磁场的方向由地理南极指向北极，α射线和质子均带正电，根据左手定则，知α射线、质子均向东偏转，β射线带负电，根据左手定则知，β射线向西偏转。故选C。

9．（2022·全国·高二专题练习）如图所示是电视显像管原理示意图（俯视图），电流通过偏转线圈，从而产生偏转磁场，电子束经过偏转磁场后运动轨迹发生偏转，不计电子的重力，下列说法正确的是（　　）

A．电子经过磁场时速度增大

B．欲使电子束打在荧光屏上的A点，偏转磁场的方向应垂直纸面向里

C．欲使电子束打在荧光屏上的B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外

D．欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应调节偏转线圈中的电流使磁场增强

【答案】C

【解析】A．电子经过磁场发生偏转时，洛伦兹力方向与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，所以电子的速度大小不变，A错误；

BC．根据左手定则，欲使电子束打在荧光屏上的A、B点，偏转磁场的方向应垂直纸面向外，B错误，C正确；

D．欲使电子束打在荧光屏上的位置由A点调整到B点，应减小电子的偏转程度，故应调节偏转线圈中的电流使磁场减弱，D错误。故选C。

10．（2021·全国·高二单元测试）质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（　　）

A．小物块一定带正电

B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动

C．小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动

D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为

【答案】B

【解析】A．带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知其所受洛伦兹力的方向应垂直于斜面向上，根据左手定则知，小物块带负电，故A错误；

BC．小物块在运动的过程中受重力、斜面的支持力和洛伦兹力，合力沿斜面向下，大小为

根据牛顿第二定律知

小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，故B正确，C错误；

D．当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有

解得，故D错误。故选B。

11．（2022·全国·高二单元测试）如图所示，一个带电的物体从光滑绝缘斜面顶点静止释放，处在垂直纸面向外的磁场之中，磁感应强度为B，斜面固定，运动一段时间，物体离开斜面，已知斜面倾角，离开时的速度v，重力加速度g，可以判断或计算出来的是（　　）

A．物体带负电 B．物体的带电量大小

C．物体的质量 D．物体在斜面上运动的时间

【答案】D

【解析】A．由于物体运动一段时间离开斜面，所以所受洛仑兹力垂直斜面向上，由左手定则可知物体带正电，故A错误；

BC．物体离开斜面时

可得

所以物体的带电量大小、物体的质量都未知，也不能计算出来，故BC错误；

D．物体在离开斜面前，在垂直于斜面方向上处于平衡状态

在沿斜面方向上

因此物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动，加速度

可得物体在斜面上运动的时间

故D正确。故选D。

二、多选题

12．（2021·辽宁·辽师大附中高二阶段练习）一带正电的物体固定在小车的底板上，其中小车绝缘，整个装置静止在水平地面上，在空间施加一垂直纸面向里的匀强磁场，如果保持小车不动，使匀强磁场沿水平方向向左匀速运动。则下列说法正确的是（　　）

A．带电物体所受的洛伦兹力为零 B．带电物体受洛伦兹力且方向竖直向上

C．小车对地面的压力变大 D．地面对小车的支持力变小

【答案】BD

【解析】AB．受洛伦兹力的带电物体的速度不是相对地面而言，而是相对磁场。题中匀强磁场向左匀速运动相当于小车水平向右匀速运动，由左手定则可知，电物体所受的洛伦兹力方向竖直向上，B正确，A错误；

CD．地面对小车的支持力变小，由牛顿第三定律可知小车对地面的压力变小，C错误，D正确。故选BD。

13．（2021·全国·高二专题练习）一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛伦兹力F的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是（　　）

A．粒子带负电，向左运动 B．粒子带正电，向上运动

C．粒子带负电，向下运动 D．粒子带正电，向右运动

【答案】BC

【解析】磁场的方向垂直纸面向外，洛伦兹力的方向水平向右，根据左手定则，粒子若带正电，则向上运动，若带负电，向下运动，故BC正确，AD错误。故选BC。

14．（2021·全国·高二单元测试）如图所示，用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计。小球分别从A点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时（　　）

A．小球的动能相同 B．细线所受的拉力相同

C．小球所受的洛伦兹力相同 D．小球的向心加速度大小相同

【答案】AD

【解析】A．带电绝缘小球受到的洛伦兹力与小球的速度方向时刻垂直，则洛伦兹力对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故当小球两次经过O点时速度大小相等，动能相同，故A正确；

BC．小球分别从A点和B点向最低点O运动，两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知小球两次经过O点时洛伦兹力方向相反，则细线所受的拉力不同，故BC错误；

D．由可知小球的向心加速度大小相同，故D正确。故选AD。