高中人教物理選擇性必修二1.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力一、單選題1下列關(guān)于磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中才可能會(huì)受到洛倫茲力的作用C線圈所在處的磁場(chǎng)越強(qiáng)，則穿過該線圈的磁通量越大D由可知，磁感應(yīng)強(qiáng)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(cuò)誤；B只有運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中才可能會(huì)受到洛倫茲力的作用，所以B正確；C線圈所在處的磁場(chǎng)越強(qiáng)，但穿過該線圈的磁通量可以為0，所以C錯(cuò)誤；D磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是由磁場(chǎng)本身性質(zhì)決定與通電導(dǎo)線的電流大小及導(dǎo)線的長(zhǎng)度無關(guān)，所以D錯(cuò)誤；故選B。2一帶電粒子在某

2、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿著磁感線方向運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)僅將該粒子的運(yùn)動(dòng)速度增大一倍，其他條件不變，不計(jì)粒子的重力，則該帶電粒子在此勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（）A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B受到的洛倫茲力變?yōu)樵瓉淼?倍C運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑變?yōu)樵瓉淼?倍D運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】D【解析】ABC因?yàn)閹щ娏Ｗ釉谀硠驈?qiáng)磁場(chǎng)中沿著磁感線方向運(yùn)動(dòng)，該粒子不受洛倫茲力作用，在磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，ABC錯(cuò)誤；D現(xiàn)僅將該粒子的運(yùn)動(dòng)速度增大一倍，根據(jù) 得，該粒子的的動(dòng)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(chǎng)中使射線向下偏轉(zhuǎn)，則磁場(chǎng)方向?yàn)椋ǎ〢垂直紙面

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(chǎng)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(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?。故選B。4如圖所示，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過光滑絕緣水平面，與水平面的交點(diǎn)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(diǎn)，一帶正電的小球從B點(diǎn)以某一指向A點(diǎn)的初速度開始運(yùn)動(dòng)，則帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況是（）A小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)B小球?qū)⑾茸鰷p速運(yùn)動(dòng)后做加速運(yùn)動(dòng)C小球?qū)⑾蜃笞銮€運(yùn)動(dòng)D小球?qū)⑾蛴易銮€運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】根據(jù)安培定則可知，兩電流在A點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖所示，根據(jù)對(duì)稱性和

4、平行四邊形定則可知，A點(diǎn)處的合磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向沿著AB方向，同理可得在AB連線上各點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)，A正確，BCD錯(cuò)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(yùn)動(dòng)情況是（）A勻速圓周運(yùn)動(dòng)B往復(fù)運(yùn)動(dòng)C勻速直線運(yùn)動(dòng)D勻變速直線運(yùn)動(dòng)【答案】C【解析】螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向與軸線平行，電子進(jìn)入螺線管時(shí)，速度與磁感線平行，不受磁場(chǎng)力作用，則電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。故選C。6如圖所示，帶負(fù)電的粒子q（不計(jì)重力），水平向左進(jìn)人勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)

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(fù)電，向左移動(dòng)，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(yùn)動(dòng)。故選A。7如圖所示，兩根長(zhǎng)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(diǎn)，連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。導(dǎo)線中均通有大小相等、方向向上的電流。已知長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，式中k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中的電流、r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離。一帶正電的小球以初速度從a點(diǎn)出發(fā)在桌面上沿連線MN運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是（）A小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)B小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)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(chǎng)方向垂直于MN向里，b處的磁場(chǎng)方向垂直于MN向外，從a到b磁場(chǎng)大小先減小過O點(diǎn)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(duì)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(yùn)動(dòng)，但小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃?，故BCD錯(cuò)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(qiáng)電

7、場(chǎng)，丙圖中有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，丁圖中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(yùn)動(dòng)中，某時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線交于該段時(shí)間的水平位移的中點(diǎn)，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(diǎn)速度的反向延長(zhǎng)線與直徑PQ的交點(diǎn)N在O點(diǎn)的左側(cè)，而不是在O點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)，同理也不能垂直落在圓弧上，故AB錯(cuò)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(yùn)動(dòng)軌跡比甲圖中要平緩些，圓弧面上的落點(diǎn)在M點(diǎn)的右側(cè)，所以相對(duì)于甲圖來說，丙圖

8、中的小球落到圓弧面上時(shí)豎直速度減小，水平速度增大，小球速度的反向延長(zhǎng)線與直徑PQ的交點(diǎn)在N點(diǎn)的左側(cè)，所以不能垂直落在圓弧面上，故C錯(cuò)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(diǎn)在M點(diǎn)的右側(cè)，所以相對(duì)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(zhǎng)線與直徑PQ的交點(diǎn)在N點(diǎn)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(gè)帶電荷量為的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)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(chǎng)以速率向上移動(dòng)C使磁場(chǎng)以速率向右移動(dòng)D使磁

9、場(chǎng)以速率向左移動(dòng)【答案】D【解析】A使帶電體對(duì)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(chǎng)里不受洛倫茲力，故A錯(cuò)誤；B磁場(chǎng)向上移動(dòng)時(shí)，帶電體相對(duì)磁場(chǎng)向下運(yùn)動(dòng)，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(cuò)誤；C磁場(chǎng)以速率v向右移動(dòng)時(shí)，帶電體相對(duì)磁場(chǎng)以速率v向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)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(cuò)誤；D磁場(chǎng)以速率v向左移動(dòng)時(shí)，帶電體相對(duì)磁場(chǎng)以速率v向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)帶電體受到的洛倫茲力豎直向上，當(dāng)即時(shí)，帶電體對(duì)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(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子可能發(fā)生的運(yùn)動(dòng)是（）

10、A在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【答案】BD【解析】AD粒子速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中不受洛倫茲力作用，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)粒子速度方向垂直于磁場(chǎng)方向時(shí)，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，當(dāng)粒子速度方向與磁場(chǎng)方向既不垂直又不平行時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中做螺旋線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，D正確；B當(dāng)粒子速度方向與電場(chǎng)方向平行時(shí)，粒子在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；C由于電場(chǎng)力是恒力，電場(chǎng)力的大小與方向保持不變，粒子在電場(chǎng)中不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，不考慮電子重力，關(guān)于接下來電子的運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)的速率保持不變D電子運(yùn)動(dòng)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(chǎng)方向向里，導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向向外，由左手定則判斷可知，導(dǎo)線下方向右運(yùn)動(dòng)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(biāo)出了磁場(chǎng)B的方向、射入磁場(chǎng)中的一個(gè)正電荷的運(yùn)動(dòng)方向，以及正電荷在磁場(chǎng)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(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)D正確，不符合題意；故選ABC。三、解答題13一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體長(zhǎng)為L(zhǎng)，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(yùn)動(dòng)的速度大小為v。(1)求該段導(dǎo)體自由電子的總個(gè)數(shù)N；(2)請(qǐng)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(gè)空間足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(dá)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(gè)數(shù)N=nLS(2)導(dǎo)體中的電流大小為t時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)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(shí)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(qiáng)磁場(chǎng)中所受到的安培力得某一個(gè)電