高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力课后复习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力课后复习题，共4页。试卷主要包含了[多选]下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．[多选]下列说法中正确的是( )
A．运动电荷不受洛伦兹力的地方一定没有磁场
B．运动电荷受到的洛伦兹力方向既与其运动方向垂直，又与磁感线方向垂直
C．带电荷量为q的电荷，在磁场中运动速度大小不变，则所受洛伦兹力大小一定不变
D．洛伦兹力对运动电荷不做功
解析：选BD 运动电荷的速度方向跟磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用，故A错误；由左手定则可知洛伦兹力垂直于速度方向与磁场方向所决定的平面，故B正确；带电荷量为q的电荷，在磁场中受到的洛伦兹力为F＝qvBsin θ，运动速度不变，若B的大小或θ发生变化，则电荷所受洛伦兹力大小发生变化，故C错误；洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，对运动电荷不做功，故D正确。
2.竖直放置的螺线管通有如图所示的电流，一质子从螺线管的正上方以水平向右的速度进入该螺线管产生的磁场中，此后质子将( )
A．向上偏转 B．向下偏转
C．向纸外偏转 D．向纸内偏转
解析：选D 首先根据安培定则判断通电螺线管下端为N极。质子带正电，向右运动，根据左手定则判断可知：质子受到通电螺线管磁场的作用力的方向垂直于纸面向里，所以质子将向纸内偏转。故A、B、C错误，D正确。
3.如图，没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏正中的O点，加磁场后电子束打在荧光屏O点上方的P点，则所加磁场的方向可能是( )
A．垂直于纸面向内 B．垂直于纸面向外
C．平行于纸面向上 D．平行于纸面向下
解析：选B 电子进入磁场后向上偏转，所受的洛伦兹力向上，根据左手定则可以得知，磁场的方向垂直纸面向外，选项B正确。
4．[多选]如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，下列带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向正确的是( )
A．图甲为F洛＝qvB，方向与v垂直斜向上
B．图乙为F洛＝qvB，方向与v垂直斜向下
C．图丙为F洛＝qvB，方向垂直纸面向外
D．图丁为F洛＝eq \f(1,2)qvB，方向垂直纸面向里
解析：选AD 根据左手定则可逐一判定各粒子所受洛伦兹力方向，题图甲中洛伦兹力方向应该垂直v斜向上，大小为qvB，故A正确；题图乙中粒子带负电荷，其受力方向垂直于v斜向上，大小为qvB，故B错误；题图丙中带电粒子速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故C错误；题图丁中将带电粒子速度按水平方向和竖直方向分解，则竖直方向分速度受洛伦兹力，大小为qvBcs 60°＝eq \f(Bqv,2)，方向垂直于纸面向里，故D正确。
5.如图所示为电视机显像管的偏转线圈示意图，圆心黑点表示电子枪射出的电子束，它的方向由纸内指向纸外，当偏转线圈通有图示方向的电流时，电子束应( )
A．向左偏转 B．向上偏转
C．不偏转 D．向下偏转
解析：选D 根据右手螺旋定则判断上下两个线圈的N极均在左边，S极均在右边，即线圈圆心处的磁场方向是水平向右的。根据左手定则判定，由里向外射出的电子束受到的洛伦兹力向下。故D正确。
6.在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是( )
A．匀速直线运动 B．来回往复运动
C．变速直线运动 D．曲线运动
解析：选A 通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，应做匀速直线运动。
7.如图所示，一带负电的小球用绝缘细线悬挂起来，在匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里。小球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F1，小球加速度大小为a1，由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F2，小球加速度大小为a2，则( )
A．F1＜F2，a1＝a2 B．F1＞F2，a1＝a2
C．F1＞F2，a1＞a2 D．F1＜F2，a1＜a2
解析：选A 设小球所带电荷量为q，摆线长为r，磁感应强度大小为B，在最低点时的速率为v，在摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以到达最低点时小球速度大小相等，则由A摆到最低点时有F1＋Bqv－mg＝meq \f(v2,r)，由B摆到最低点时有F2－Bqv－mg＝meq \f(v2,r)，解得F1＜F2，根据牛顿第二定律得ma＝meq \f(v2,r)，所以两次通过C点时的加速度大小相同，即a1＝a2，故选项A正确。
8.质量为m、带电荷量为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．小物块一定带正电荷
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eq \f(mg,Bq)
解析：选B 带电物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上，根据左手定则知，物块带负电，故A错误；物块在运动的过程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力，合外力沿斜面向下，大小为mgsin θ，根据牛顿第二定律知a＝gsin θ，物块在离开斜面前做匀加速直线运动，故B正确，C错误；当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有mgcs θ＝qvB，解得v＝eq \f(mgcs θ,Bq)，故D错误。
9.如图所示，质量为m的带正电小球能沿着绝缘墙面竖直下滑，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。若小球带电荷量为q，球与墙面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则小球下滑的最大速度和最大加速度分别是多少？
解析：当小球刚开始下滑时有最大加速度，即a＝g，当小球的加速度为零时有最大速度，即mg＝μF洛，F洛＝qvB，解得v＝eq \f(mg,μqB)。
答案：eq \f(mg,μqB) g
B级—选考提能
10.如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围某点产生的磁场的磁感应强度B＝keq \f(I,r)，式中k是常数、I是导线中电
流大小、r为某点到导线的距离。一带正电的小球以初速度v0 从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是( )
A．小球先做加速运动后做减速运动
B．小球做变加速直线运动
C．小球对桌面的压力先减小后增大
D．小球对桌面的压力一直在增大
解析：选D 根据右手螺旋定则可知MO处的磁场方向垂直于MN向里，ON处的磁场方向垂直于MN向外，磁场大小先减小，过O点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力开始方向向上且减小，过O点后方向向下且增大。由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故A、B、C错误，D正确。
11.[多选]如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一带正电荷的离子恰能以速度v沿直线从左向右水平飞越此区域。则( )
A．若电子以速度v从右向左飞入，电子也沿直线运动
B．若电子以速度v从右向左飞入，电子将向上偏转
C．若电子以速度v从右向左飞入，电子将向下偏转
D．若电子以速度v从左向右飞入，电子也沿直线运动
解析：选BD 若电子从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以向上偏，B正确，A、C错误。若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下，由题意，对正电荷有qE＝Bqv，对电子有eE＝evB，所以电子从左向右飞入该区域，做匀速直线运动，D正确。
12.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长为L的悬线，拉一质量为m、带电荷量为＋q的小球，将小球与悬线拉至右侧与磁感线垂直的水平位置由静止释放，试求小球通过最低位置时悬线上的拉力。
解析：由左手定则判断，小球通过最低位置时，洛伦兹力方向向下，
根据牛顿第二定律：F－Bqv－mg＝meq \f(v2,L)
根据动能定理：mgL＝eq \f(1,2)mv2，
联立得：F＝3mg＋Bqeq \r(2gL)。
答案：3mg＋Bqeq \r(2gL)