2022年高二下學(xué)期物理人教版選擇性同步練習(xí)磁場對運動電荷的作用力Word版含答案

磁場對運動電荷的作用力一、單選題1．在赤道的上空，設(shè)想有一束自東向西運動的電子流。因受地磁場的作用。它將（）A．向東偏轉(zhuǎn) B．向西偏轉(zhuǎn) C．向上偏轉(zhuǎn) D．向下偏轉(zhuǎn)2．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3．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4．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5．如圖所示，帶負(fù)電的粒子q（不計重力），水平向左進(jìn)人勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外。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)6．如圖，空間某區(qū)域存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上（與紙面平行），磁場方向垂直于紙面向里。三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為、、。已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。下列選項正確的是（）A． B． C． D．7．如圖所示是磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖：將一束等離子體噴射入磁場，在磁場中有兩塊平行金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長均為L，板間距離為d，板平面的面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為R。當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時，等離子體在兩板間均勻分布，電流表示數(shù)為I。那么以下說法正確的是（）A．A板為正極 B．R中電流的方向向上C．A、B板產(chǎn)生的電動勢為BLv D．A、B板間的等離子體的電阻為8．如圖所示，三根通電長直導(dǎo)線、、互相平行，垂直紙面放置，其間距均為，電流大小均為，方向垂直紙面向里（已知電流為的長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中，距導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強度其中為常數(shù)）．某時刻有一電子（質(zhì)量為、電荷量為）正好經(jīng)過坐標(biāo)原點，速度大小為，方向沿軸正方向，則電子此時所受磁場力（）A．方向垂直紙面向里，大小為B．方向指向軸正方向，大小為C．方向垂直紙面向里，大小為D．方向指向軸正方向，大小為9．運動電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用，運動方向會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這一點對地球上的生命來說有十分重要的意義．從太陽和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，稱為宇宙射線，在射向地球時，由于地磁場的存在，改變了帶電粒子的運動方向，對地球起到了保護(hù)作用．如圖所示為地磁場對宇宙射線作用的示意圖．現(xiàn)有來自宇宙的一束質(zhì)子流，以與地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這束質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間將（）A．豎直向下沿直線射向地面 B．向東偏轉(zhuǎn)C．向西偏轉(zhuǎn) D．向北偏轉(zhuǎn)二、多選題10．在圖中，標(biāo)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（）A． B．C． D．11．垂直紙面的勻強磁場區(qū)域里，一離子從原點O沿紙面向x軸正方向飛出，其運動軌跡可能是下圖中的（）A． B． C． D．三、解答題12．一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示。平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個直流電源的兩個電極。(1)A、B板哪一個是電源的正極？(2)若A、B兩板相距為d，板間的磁場按勻強磁場處理，磁感應(yīng)強度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，這個發(fā)電機(jī)的電動勢是多大？13．有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，方向由南指向北，如有一質(zhì)子沿豎直向下的方向進(jìn)入磁場，磁場作用在質(zhì)子上的力為，（質(zhì)子帶正電，電荷量為）則：(1)質(zhì)子射入時速度為多大？(2)質(zhì)子在磁場中向什么方向偏轉(zhuǎn)。14．如圖所示，足夠長的豎直絕緣桿上套有一帶正電小環(huán)，整個裝置處在水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場內(nèi)，小環(huán)由靜止開始下滑，經(jīng)過時間t后速度達(dá)到最大值．已知小環(huán)質(zhì)量為m、電荷量為q，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，小環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g．求：（1）小環(huán)下滑的最大加速度的大小和最大速度的大??；（2）小環(huán)下滑時間t內(nèi)受到的平均摩擦力的大?。ㄓ脛恿慷ɡ砬蠼猓?5．我們已經(jīng)知道，垂直于勻強磁場磁感線的通電導(dǎo)線所受的安培力，由此，我們用來定義磁感應(yīng)強度。同樣，運動方向垂直于勻強磁場磁感線的帶電粒子所受的洛倫茲力，由此也可以用洛倫茲力來定義磁感應(yīng)強度，這樣得到磁感應(yīng)強度的定義式是怎樣的？把這個定義式與電場強度的定義式進(jìn)行對比，這兩個定義式的差別在哪里？通過對這兩個定義式的對比，你能獲得哪些認(rèn)識？參考答案1．C【詳解】地磁場的方向從地理南極指向地理北極，電子帶負(fù)電，在赤道上空自東向西運動，根據(jù)左手定則可知，電子受到豎直向上的洛倫茲力，將向上偏轉(zhuǎn)。故選C。2．A【詳解】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。3．B【詳解】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。4．C【詳解】螺線管內(nèi)部的磁場方向與軸線平行，電子進(jìn)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。5．A【詳解】粒子帶負(fù)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。6．B【詳解】帶正電的微粒a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，必有帶正電的微粒b向右做勻速直線運動，電場力豎直向上，左手定則判斷洛倫茲力豎直向上，重力豎直向下，平衡條件得得帶正電的微粒c向左做勻速直線運動，電場力豎直向上，左手定則判斷洛倫茲力豎直向下，重力豎直向下，平衡條件得得則有故選B。7．B【詳解】A．大量帶正電和帶負(fù)電的等離子體進(jìn)入磁場時，由左手定則可以判斷帶正電的粒子受到的洛倫茲力向下，所以帶正電的粒子會聚集在B板上，帶負(fù)電的粒子受到的洛倫茲力向上，帶負(fù)電的粒子會聚集到A板上，故B板相當(dāng)于電源的正極，A板相當(dāng)于電源的負(fù)極，故A錯誤；B．因B板為正極，則通過電阻R的電流方向從下到上，選項B正確；C．發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時，等離子體中任一粒子在板間所受電場力等于洛倫茲力，即解得故C錯誤；D．設(shè)A、B板間的等離子體的電阻為，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知解得故D錯誤。故選B。8．A【詳解】、兩根導(dǎo)線距離點的距離相等，根據(jù)安培定則，在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向相反，大小相等，合磁感應(yīng)強度為零，所以點實際磁感應(yīng)強度等于在點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，根據(jù)安培定則，點的磁感應(yīng)強度方向沿軸負(fù)方向磁感應(yīng)強度的大小根據(jù)左手定則，電子所受洛倫茲力方向垂直紙面向里，大小為故選A。9．B【詳解】質(zhì)子流的方向從上而下射向地球表面，地磁場方向在赤道的上空從南指向北，根據(jù)左手定則，洛倫茲力的方向向東，所以質(zhì)子向東偏轉(zhuǎn)。故B正確，ACD錯誤。故選B。10．ABC【詳解】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。11．BC【詳解】若該離子帶正電，進(jìn)入勻強磁場，洛倫茲力方向沿y軸正方向，則向上偏轉(zhuǎn)，且軌跡與速度相切。若該離子帶負(fù)電，洛倫茲力方向沿y軸負(fù)方向，離子向下偏轉(zhuǎn)，軌跡與速度相切。故BC正確，AD錯誤。故選BC。12．(1)B板；(2)【詳解】(1)由左手定則，B板為正極：(2)A、B兩板將會聚集越來越多的電荷，電場強度變強，令兩板的電動勢為E，當(dāng)平衡時有，解得電源的電動勢13．(1)5×105m/s；(2)向東偏轉(zhuǎn)．【詳解】(1)質(zhì)子所受洛倫茲力大小為F=qvB由此得(2)根據(jù)左手定則可知：質(zhì)子在磁場中將向東偏轉(zhuǎn)．14．（1）g-；（2）mg-【詳解】（1）相互間的彈力為FN=qE+qvB根據(jù)小環(huán)豎直方向的受力情況，由牛頓第二定律得mg-μFN=ma即mg-μ（qE+qvB）=ma當(dāng)v=0時，即剛下滑時，小環(huán)運動的加速度最