物理选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力综合训练题

2　磁场对运动电荷的作用力

必备知识基础练

1.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是(　　)

A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用

B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现

C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功

D.通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行

2.下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(　　)

3.一个运动电荷通过某一空间时没有发生偏转。关于这个空间是否存在电场或磁场,下列说法正确的是(　　)

A.一定不存在电场

B.一定不存在磁场

C.一定存在磁场

D.可以既存在磁场,又存在电场

4.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是(　　)

A.洛伦兹力对带电粒子做功

B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能

C.洛伦兹力的大小与速度无关

D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向

5.一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动,现将该磁场的磁感应强度增大一倍,则带电粒子受到的洛伦兹力(　　)

A.增大两倍 B.增大一倍

C.减小一半 D.依然为零

6.一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图所示的磁场,分离为1、2、3三束粒子流,不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用,则下列判断不正确的是(　　)

A.1带正电 B.1带负电

C.2不带电 D.3带负电

7.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是(　　)

A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动

B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动

C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动

D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动

关键能力提升练

8.如图所示,两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变?(　　)

A.粒子速度的大小

B.粒子所带的电荷量

C.电场强度

D.磁感应强度

9.两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,电荷量之比为1∶2,则两个带电粒子受洛伦兹力之比为(　　)

A.2∶1 B.1∶1

C.1∶2 D.1∶4

10.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,若要使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是(　　)

11.一个带正电的微粒(重力不计)穿过如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时,恰能沿直线运动,则欲使微粒向下偏转,应采用的办法是(　　)

A.增大微粒质量

B.增大微粒电荷量

C.减小入射速度

D.增大磁感应强度

12.(多选)为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上、下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前、后两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法正确的是(　　)

A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高

B.前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离子多少无关

C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大

D.污水流量Q与U成正比,与a、b无关

答案：

1.B　当通电直导线放置的方向与匀强磁场的方向平行时,通电直导线不受安培力的作用,A错误;安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,B正确;带电粒子受到的洛伦兹力的方向与粒子的速度方向始终是垂直的,因此洛伦兹力不做功,C错误;由左手定则可知,安培力的方向与磁场的方向垂直,D错误。

2.B　根据左手定则,A中F方向应向上,B中F方向向下,故A错误,B正确。C、D中都是v∥B,则F=0,故C、D错误。

3.D　运动电荷没有发生偏转,说明速度方向没变,此空间可以存在电场,如电荷速度方向与电场方向平行;也可以存在磁场,如电荷速度方向与磁场方向平行;也可能既存在电场又存在磁场,如电荷速度方向垂直于正交的电场和磁场,且满足qE=qvB时。故D正确。

4.B　根据洛伦兹力的特点知,洛伦兹力不对带电粒子做功,不改变带电粒子的动能,A错误,B正确。根据F=qvB,可知洛伦兹力的大小与速度有关,C错误。洛伦兹力的效果就是改变带电粒子的运动方向,D错误。

5.D　粒子速度方向与磁场方向平行,洛伦兹力为零,故A、B、C错误,D正确。

6.B　根据左手定则,带正电的粒子向左偏,即粒子1带正电;不偏转说明不带电,即粒子2不带电;带负电的粒子向右偏,即粒子3带负电,故选B。

7.C　电子的速度方向与螺线管轴线处的磁感应强度方向平行,故F洛=0,电子做匀速直线运动,C正确。

8.B　粒子以某一速度沿水平直线通过两极板时受力平衡,有Eq=Bqv,则当粒子所带的电荷量改变时,粒子所受的合力仍为0,运动轨迹不会改变,故B项正确。

9.C　带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时,洛伦兹力F=qvB,与电荷量成正比,与质量无关,C项正确。

10.A　电子偏转到a点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,对应的Bt图线在t轴下方;电子偏转到b点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,对应的Bt图线在t轴上方,A正确。

11.C　微粒在穿过这个区域时受竖直向下的静电力Eq和竖直向上的洛伦兹力qvB,且此时Eq=qvB。若要使电荷向下偏转,需使Eq>qvB,则减小速度v、减小磁感应强度B或增大电场强度E均可。

12.BD　由左手定则可知,正离子受洛伦兹力向后表面偏,负离子向前表面偏,前表面的电势一定低于后表面的电势,故A错误,B正确。流量Q==vbc,其中v为离子定向移动的速度。当前后表面电压一定时,离子不再偏转,所受洛伦兹力和静电力达到平衡,即qvB=q,得v=,则流量Q=bc=c,故Q与U成正比,与a、b无关。又U=,则电压表的示数与离子浓度无关,故C错误,D正确。