高中人教物理選擇性必修二1.2磁場對運動電荷的作用力（同步練習(xí)）（解析版）

1、第一章安培力與洛倫茲力第2節(jié)磁場對運動電荷的作用力一、單選題1下列關(guān)于磁場基本信息的說法，正確的是（）A兩條磁感線一定不相交，但可能相切B只有運動的電荷在磁場中才可能會受到洛倫茲力的作用C線圈所在處的磁場越強，則穿過該線圈的磁通量越大D由可知，磁感應(yīng)強度大小與放在該處的一小段通電導(dǎo)線IL的乘積成反比【答案】B【解析】A條磁感線一定不相交，不相切，所以A錯誤；B只有運動的電荷在磁場中才可能會受到洛倫茲力的作用，所以B正確；C線圈所在處的磁場越強，但穿過該線圈的磁通量可以為0，所以C錯誤；D磁感應(yīng)強度大小是由磁場本身性質(zhì)決定與通電導(dǎo)線的電流大小及導(dǎo)線的長度無關(guān)，所以D錯誤；故選B。2一帶電粒子在某

2、勻強磁場中沿著磁感線方向運動，現(xiàn)僅將該粒子的運動速度增大一倍，其他條件不變，不計粒子的重力，則該帶電粒子在此勻強磁場中（）A做勻速圓周運動B受到的洛倫茲力變?yōu)樵瓉淼?倍C運動的軌跡半徑變?yōu)樵瓉淼?倍D運動的動能變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】D【解析】ABC因為帶電粒子在某勻強磁場中沿著磁感線方向運動，該粒子不受洛倫茲力作用，在磁場中做勻速直線運動，ABC錯誤；D現(xiàn)僅將該粒子的運動速度增大一倍，根據(jù) 得，該粒子的的動能變?yōu)樵瓉淼?倍，D正確。故選D。3如圖，陰極射線管水平放置，左端為陰極，右端為陽極，電子在高壓作用下由陰極加速飛向陽極。如果將陰極射線管放入磁場中使射線向下偏轉(zhuǎn)，則磁場方向為（）A垂直紙面

3、向外B垂直紙面向里C平行紙面向左D平行紙面向上【答案】B【解析】如果將陰極射線管放入磁場中使射線向下偏轉(zhuǎn)，電子由陰極飛向陽極，則根據(jù)左手定則可知磁場方向為垂直紙面向里。故選B。4如圖所示，兩根長直導(dǎo)線垂直穿過光滑絕緣水平面，與水平面的交點分別為M和N，兩導(dǎo)線內(nèi)通有大小相等、方向相反的電流。A、B是該平面內(nèi)MN連線的中垂線上的兩點，一帶正電的小球從B點以某一指向A點的初速度開始運動，則帶電小球的運動情況是（）A小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動B小球?qū)⑾茸鰷p速運動后做加速運動C小球?qū)⑾蜃笞銮€運動D小球?qū)⑾蛴易銮€運動【答案】A【解析】根據(jù)安培定則可知，兩電流在A點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度的方向如圖所示，根據(jù)對稱性和

4、平行四邊形定則可知，A點處的合磁感應(yīng)強度的方向沿著AB方向，同理可得在AB連線上各點的合磁感應(yīng)強度的方向都沿AB方向，與帶電小球的初速度方向平行，則帶電小球在光滑水平面上不受洛倫茲力作用，小球受到的合外力為0，小球做勻速直線運動，A正確，BCD錯誤。故選A。5如圖所示，螺旋管中通入正弦交流電，將電子沿軸線方向射入后，電子在螺旋管中的運動情況是（）A勻速圓周運動B往復(fù)運動C勻速直線運動D勻變速直線運動【答案】C【解析】螺線管內(nèi)部的磁場方向與軸線平行，電子進入螺線管時，速度與磁感線平行，不受磁場力作用，則電子做勻速直線運動。故選C。6如圖所示，帶負電的粒子q（不計重力），水平向左進人勻強磁場，磁場

5、方向垂直紙面向外。該粒子將（）A向下偏轉(zhuǎn)B向上偏轉(zhuǎn)C垂直紙面向里偏轉(zhuǎn)D垂直紙面向外偏轉(zhuǎn)【答案】A【解析】粒子帶負電，向左移動，根據(jù)左手定則，洛倫茲力向下，故帶電粒子向下偏轉(zhuǎn)且做圓周運動。故選A。7如圖所示，兩根長直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中，O為M、N連線的中點，連線上a、b兩點關(guān)于O點對稱。導(dǎo)線中均通有大小相等、方向向上的電流。已知長直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度，式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中的電流、r為點到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球以初速度從a點出發(fā)在桌面上沿連線MN運動到b點。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是（）A小球做勻速直線運動B小球先做加速運動后做減速運動C小球?qū)?/p>

6、桌面的壓力先減小后增大D小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹跍p小【答案】A【解析】根據(jù)右手螺旋定則可知a處的磁場方向垂直于MN向里，b處的磁場方向垂直于MN向外，從a到b磁場大小先減小過O點后反向增大，根據(jù)左手定則可知，帶正電的小球受到的洛倫茲力方向開始的方向向上，對桌面的壓力為重力與洛倫茲力的差值，過O得后洛倫茲力的方向向下，壓力為重力與洛倫茲力的和值，由此可知，小球在水平方向不受外力，故小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動，但小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃螅蔅CD錯誤，A正確。故選A。8如圖所示，PQ為放在豎直平面的半圓弧的直徑，O為圓心，小球帶正電，以初速度v沿直徑水平拋出；甲圖中只受重力作用，乙圖中有豎直向下的勻強電

7、場，丙圖中有垂直紙面向里的勻強磁場，丁圖中有垂直紙面向外的勻強磁場，小球能垂直落在圓弧弧面上的是（）A甲B乙C丙D丁【答案】D【解析】AB.平拋運動中，某時刻速度的反向延長線交于該段時間的水平位移的中點，在甲圖中，小球落在圓弧面上的水平位移一定小于直徑，所以小球落在M點速度的反向延長線與直徑PQ的交點N在O點的左側(cè)，而不是在O點，如圖所示：所以小球不能垂直落在圓弧上；乙圖中的小球做類平拋運動，同理也不能垂直落在圓弧上，故AB錯誤；C.根據(jù)左手定則，丙圖中小球受到向上的洛倫茲力作用，所以在重力和洛倫茲力的作用下，小球的運動軌跡比甲圖中要平緩些，圓弧面上的落點在M點的右側(cè)，所以相對于甲圖來說，丙圖

8、中的小球落到圓弧面上時豎直速度減小，水平速度增大，小球速度的反向延長線與直徑PQ的交點在N點的左側(cè)，所以不能垂直落在圓弧面上，故C錯誤；D.丁圖中的小球所受洛倫茲力向下，在重力和洛倫茲力的作用下，小球在圓弧面上的落點在M點的右側(cè)，所以相對于甲圖來說，小球在豎直方向的速度增大，水平方向的速度減小，小球速度的反向延長線與直徑PQ的交點在N點的右側(cè)，小球可以垂直落在圓弧面上，故D正確。故選D。9如圖所示，一個帶電荷量為的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該（）A使B的數(shù)值增大B使磁場以速率向上移動C使磁場以速率向右移動D使磁

9、場以速率向左移動【答案】D【解析】A使帶電體對水平絕緣面無壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好與重力平衡。靜止帶電體在靜止磁場里不受洛倫茲力，故A錯誤；B磁場向上移動時，帶電體相對磁場向下運動，帶電體受到的洛倫茲力水平向右，不可能與重力平衡，故B錯誤；C磁場以速率v向右移動時，帶電體相對磁場以速率v向左運動，此時帶電體受到的洛倫茲力豎直向下，不可能與重力平衡，故C錯誤；D磁場以速率v向左移動時，帶電體相對磁場以速率v向右運動，此時帶電體受到的洛倫茲力豎直向上，當即時，帶電體對絕緣水平面無壓力，故D正確。故選D。二、多選題10帶電粒子以相同的速度分別射入勻強電場和勻強磁場中，粒子可能發(fā)生的運動是（）

10、A在勻強磁場中做勻變速直線運動B在勻強電場中做勻變速直線運動C在勻強電場中做勻速圓周運動D在勻強磁場中做勻速圓周運動【答案】BD【解析】AD粒子速度方向與磁場方向平行時，粒子在磁場中不受洛倫茲力作用，粒子做勻速直線運動，當粒子速度方向垂直于磁場方向時，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，當粒子速度方向與磁場方向既不垂直又不平行時，粒子在磁場中做螺旋線運動，故A錯誤，D正確；B當粒子速度方向與電場方向平行時，粒子在電場中做勻變速直線運動，故B正確；C由于電場力是恒力，電場力的大小與方向保持不變，粒子在電場中不可能做勻速圓周運動，故C錯誤。故選BD。11一根通電直導(dǎo)線水平放置，

11、通過直導(dǎo)線的電流方向如圖所示，現(xiàn)有一電子從直導(dǎo)線下方以水平向右的初速度開始運動，不考慮電子重力，關(guān)于接下來電子的運動，下列說法正確的是（）A電子將向上偏轉(zhuǎn)B電子將向下偏轉(zhuǎn)C電子運動的速率保持不變D電子運動的速率開始變大【答案】AC【解析】水平導(dǎo)線中通有穩(wěn)定電流I，根據(jù)安培定則判斷導(dǎo)線上方的磁場方向向里，導(dǎo)線下方的磁場方向向外，由左手定則判斷可知，導(dǎo)線下方向右運動的電子所受的洛倫茲力方向向上，則電將向上偏轉(zhuǎn)，并且洛倫茲力不做功，其速率v不變。故選AC。12在圖中，標出了磁場B的方向、射入磁場中的一個正電荷的運動方向，以及正電荷在磁場中受到的洛倫茲力的方向，其中不正確的是（）ABCD【答案】ABC

12、【解析】A根據(jù)左手定則可知，該圖中的粒子受洛倫茲力方向垂直紙面向外，選項A錯誤，符合題意；B根據(jù)左手定則可知，該圖中的粒子受洛倫茲力方向垂直豎直向下，選項B錯誤，符合題意；C該圖中的粒子速度方向與磁感線平行，則不受洛倫茲力作用，選項C錯誤，符合題意；D根據(jù)左手定則可知，該圖中的粒子受洛倫茲力方向垂直向上，選項D正確，不符合題意；故選ABC。三、解答題13一段粗細均勻的導(dǎo)體長為L，橫截面積為S，如圖所示，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，通電后，電子定向運動的速度大小為v。(1)求該段導(dǎo)體自由電子的總個數(shù)N；(2)請用n、e、S、v表示流過導(dǎo)體的電流大小I；(3)若再在垂直導(dǎo)體的方向上加一個空間足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，試根據(jù)導(dǎo)體所受安培力推導(dǎo)出導(dǎo)體中某一自由電子所受的洛倫茲力大小的表達式?！敬鸢浮?1) nLS ；(2) ； (3)見解析【解析】(1)該段導(dǎo)體自由電子的總個數(shù)N=nLS(2)導(dǎo)體中的電流大小為t時間內(nèi)長度為vt，則其體積為vtS，通過某一截面的自由電子數(shù)目為nSvt，該時間內(nèi)通過導(dǎo)體截面的電量為所以(3)該導(dǎo)體處于垂直于它的勻強磁場中所受到的安培力得某一個電