高考物理一輪復習：洛倫茲力

15/15洛倫茲力一、洛倫茲力定義試判斷圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向．關于帶電粒子所受洛侖茲力、磁感應強度和粒子速度三者之間的關系，下列正確的是（）A．三者必定均相互垂直B．必定垂直于，但不一定垂直C．必定垂直于，但不一定垂直于D．必定垂直于，但不一定垂直于關于運動電荷和磁場的說法中，正確的是（）A．運動電荷在某點不受洛侖茲力作用，這點的磁感應強度必為零B．電荷的運動方向、磁感應強度方向和電荷所受洛侖茲力的方向一定互相垂直C．電子射線由于受到垂直于它的磁場作用而偏轉(zhuǎn)，這是因為洛侖茲力對電子做功的結(jié)果D．電荷與磁場力沒有相對運動，電荷就一定不受磁場的作用力帶電荷量為的粒子在勻強磁場中運動,下面說法中正確的是()A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．如果把改為，且速度反向、大小不變，則洛倫茲力的大小不變C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直D．粒子只受到洛倫茲力的作用，不可能做勻速直線運動在只受洛倫茲力的條件下，關于帶電粒子在勻強磁場中運動，下列說法正確的有_______A．只要粒子的速度大小相同，帶電量相同，粒子所受洛倫茲力大小就相同B．洛倫茲力只改變帶電粒子的運動軌跡C．洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功D．洛倫茲力始終與速度垂直，所以粒子在運動過程中的動能、動量保持不變電子以速度垂直進入磁感應強度為的勻強磁場中，則（）A．磁場對電子的作用力始終不做功 B．磁場對電子的作用力始終不變C．電子的動能始終不變 D．電子的動量始終不變帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用．下列表述正確的是（）A．洛倫茲力對帶電粒子做功 B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C．洛倫茲力的大小與速度無關 D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向有關電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中，正確的是（）A．電荷在磁場中一定受磁場力的作用B．電荷在電場中一定受電場力的作用C．電荷受電場力的方向與該處的電場方向一致D．電荷若受磁場力，則受力方向與該處的磁場方向垂直一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（）A．此空間一定不存在磁場 B．此空間可能有方向與電子速度平行的磁場C．此空間可能有磁場，方向與電子速度垂直 D．以上說法都不對來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地球周圍的空間時，將（）A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對于預定點稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對于預定點稍向北偏轉(zhuǎn)兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1：4，電荷量之比為1：2，則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為（）A．2:1 B．1:1 C．1:2 D．1:4長直導線AB附近有一帶電的小球，由絕緣絲線懸掛在M點，當AB中通以如圖所示的恒定電流時，下列說法正確的是（）A．小球受磁場力作用，方向與導線垂直指向紙里B．小球受磁場力作用，方向與導線垂直指向紙外C．小球受磁場力作用，方向與導線垂直向左D．小球不受磁場力作用電子束以一定的初速度沿軸線進入螺線管內(nèi)，螺線管中通以方向隨時間而周期性變化的電流，如圖所示，則電子束在螺線管中做（）A．勻速直線運動B．勻速圓周運動C．加速減速交替的運動D．來回振動如圖所示，M、N為兩條沿豎直方向放置的直導線其中有一條導線中通有恒定電流，另一條導線中無電流．一帶電粒子在M、N兩條直導線所在平面內(nèi)運動，曲線是該粒子的運動軌跡．帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽略不計．關于導線中的電流方向、粒子帶電情況以及運動的方向，下列說法中可能正確的是（）A．M中通有自上而下的恒定電流，帶負電的粒子從點向點運動B．M中通有自上而下的恒定電流，帶正電的粒子從點向點運動C．N中通有自上而下的恒定電流，帶正電的粒子從點向點運動D．N中通有自下而上的恒定電流，帶負電的粒子從點向點運動在圖中，單擺的擺線是絕緣的，長為l，擺球帶正電，單擺懸掛于O點，當它擺過豎直線OC時，便進入或離開一個勻強磁場，磁場的方向垂直于單擺的擺動平面，在擺角小于5°時，擺球來回擺動，下列說法中正確的是()A．A點和B點處在同一個水平面上B．在A點和B點，擺線的拉力大小是相同的C．單擺的擺動周期D．單擺向右或向左擺過D點時，擺線的拉力一樣大如圖，質(zhì)量為m，帶電量為+q的P環(huán)套在水平放置的足夠長的固定的粗糙絕緣桿上，整個裝置放在方向垂直紙面向里的勻強磁場中，現(xiàn)給P環(huán)一個水平向右的瞬時沖量I，使環(huán)開始運動，則P環(huán)運動后()A．P環(huán)克服摩擦力做的功一定為B．P環(huán)克服摩擦力做功可能為零C．P環(huán)克服摩擦力做的功可能大于零而小于D．P環(huán)最終所受的合外力不一定為零如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、帶電量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑．在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達地面時的動能與B的大小無關C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上二、帶電粒子在勻強磁場中的運動1.【帶電粒子在磁場中的運動】如圖所示，在通電直導線下方有一質(zhì)子沿平行導線方向以速度向左運動，則下列正確的是（）A．質(zhì)子將沿軌跡Ⅰ運動，半徑越來越小B．質(zhì)子將沿軌跡Ⅰ運動，半徑越來越大C．質(zhì)子將沿軌跡Ⅱ運動，半徑越來越小D．質(zhì)子將沿軌跡Ⅱ運動，半徑越來越大一電子以垂直于勻強磁場的速度，從處進入長為寬為的磁場區(qū)域如圖，發(fā)生偏移而從處離開磁場，若電量為，磁感應強度為，弧的長為，則（）A．電子在磁場中運動的時間為B．電子在磁場中運動的時間為C．洛侖茲力對電子做功是D．電子在兩處的速度相同如圖所示，在的空間中有恒定的勻強磁場，磁感應強度方向垂直于平面向里，大小為．現(xiàn)有一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子，在軸上到原點的距離為的點，以平行于軸的初速度射入此磁場，在磁場作用下沿垂直于軸方向射出此磁場．不計重力影響，由這些條件可知：（）A．不能確定粒子通過軸時的位置B．不能確定粒子速度的大小C．不能確定粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間D．以上三個判斷都不對如圖所示，一電子以速度1．0×107m/s與x軸成30°的方向從原點出發(fā)，在垂直紙面向里的勻強磁場中運動，磁感應強度B=1T，那么圓運動的半徑為m，經(jīng)過時間s，第一次經(jīng)過x軸．（電子質(zhì)量m=9．1×10-31kg）如圖，為矩形勻強磁場區(qū)域，邊長分別是，，某帶電粒子以速度從點沿方向射入磁場，恰好從點射出磁場．求這個帶電粒子通過磁場所用的時間．圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側(cè)有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度大小為B．一帶電粒子從平板上狹縫O處以垂直于平板的初速v射入磁場區(qū)域，最后到達平板上的P點．已知B、v以及P到O的距離l，不計重力，求此粒子的電荷e與質(zhì)量m之比．一束電子(電荷量為e)以速度v垂直射入磁感應強度為B、寬度為d的勻強磁場中，穿透磁場時，速度方向與電子原來的入射方向的夾角是30°，則（1）電子的質(zhì)量是多少？（2）穿過磁場的時間是多少？一個負離子，質(zhì)量為m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)過小孔O射入存在著勻強磁場的真空室中，如圖所示．磁感應強度B的方向與離子的運動方向垂直，并垂直于圖中紙面向里．（1）求離子進入磁場后到達屏S上時的位置與O點的距離．（2）如果離子進入磁場后經(jīng)過時間t到達位置P，證明:直線OP與離子入射方向之間的夾角θ跟t的關系是．如圖所示，一個帶負電的粒子以速度v由坐標原點射入磁感應強度為B的勻強磁場中，速度方向與x軸、y軸均成45°．已知該粒子電量為-q，質(zhì)量為m，則該粒子通過x軸和y軸的坐標分別是多少？如圖所示，在平面內(nèi)，電荷量為、質(zhì)量為的電子從原點垂直射入磁感應強度為的勻強磁場中，電子的速度為，方向與軸正方向成角，則：（1）電子第一次到達軸所用的時間是多少?（2）此時電子在軸的位置距原點的距離是多少?一個質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P（a，0）點以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限．求勻強磁場的磁感應強度B和射出點的坐標．2.【不同帶電粒子在磁場中的運動】質(zhì)子和粒子在同一勻強磁場中做半徑相同的圓周運動，由此可知，質(zhì)子的動能和粒子的動能之比等于（）A． B． C． D．質(zhì)子（）和粒子（）以相同的速度垂直進入同一勻強磁場中，它們在垂直于磁場的平面內(nèi)都做勻速圓周運動，它們的軌道半徑和運動周期的關系是（）A．，B．，C．，D．，質(zhì)子()和粒子以相同的速率在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，軌道半徑分別為和，周期分別為和，則下列說法正確的是（）A．B．C．D．如圖所示的勻強磁場中有一束質(zhì)量不同、速率不同的一價正離子，從同一點沿同一方向射入磁場，它們中能夠到達屏上同一點的粒子必須具有（）A．相同的動量 B．相同的速率 C．相同的質(zhì)量 D．相同的動能兩個粒子，帶電荷量相等，在同一勻強磁場中只受磁場力而做勻速圓周運動，則（）A．若速度相等，則半徑必相等 B．若質(zhì)量相等，則周期必相等C．若動量大小相等，則半徑必相等 D．若動能相等，則周期必相等如圖所示，粒子和質(zhì)子從勻強磁場中同一點出發(fā)，沿著與磁感應強度垂直的方向以相同的速率開始反向運動．若磁場足夠大，則它們再相遇時所走過的路程之比是（不計重力）（）A． B． C． D．如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有兩個質(zhì)量和電量均相同的正、負離子，從點以相同的速度射入磁場中，射入方向均與邊界成角．若不計重力，關于正、負離子在磁場中的運動，下列說法正確的是（）A．運動的軌道半徑不相同B．重新回到邊界的速度大小和方向都相同C．重新回到邊界的位置與O點距離不相同D．運動的時間相同如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，一對正、負電子分別以相同速度沿與x軸成30°角從原點射入磁場，則正、負電子在磁場中運動時間之比為．質(zhì)子和粒子以相同的動能垂直于磁場方向射入同一勻強磁場，它們的運動軌跡半徑之比，運動周期之比．3.【帶電粒子在圓形磁場中的運動】圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率沿著AO方向?qū)蕡A心O射入磁場，其運動軌跡如圖2所示．若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)粒子速率最大B．c粒子速率最大C．a(chǎn)粒子在磁場中運動的時間最長D．它們做圓周運動的周期Ta<Tb<Tc在半徑為的圓形空間內(nèi)有一勻強磁場，一帶電粒子以速度從沿半徑方向入射，并從點射出，如圖所示（為圓心）．已知．若在磁場中，粒子只受洛倫茲力作用，則粒子在磁場中運行的時間：（）A． B． C． D．

如圖所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個勻強磁場，一帶電粒子以速度v0從M點沿半徑方向射入磁場區(qū)，并由N點射出，O點為圓心，∠MON=120°時，求：帶電粒子在磁場區(qū)域的偏轉(zhuǎn)半徑R及在磁場區(qū)域中的運動時間．如圖所示，分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強磁場，磁感應強度為B，方向垂直紙面向里．電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從磁場邊緣A點沿圓的半徑AO方向射入磁場，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角．試確定：（1）粒子做圓周運動的半徑；（2）粒子的入射速度；（3）若保持粒子的速度不變，從A點入射時速度的方向順時針轉(zhuǎn)過60°角，求粒子在磁場中運動的時間．如圖半徑r＝10cm的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，其邊界跟y軸在坐標原點O處相切；磁場B＝0．33T垂直于紙面向內(nèi)，在O處有一放射源S可沿紙面向各個方向射出速率均為v=3．2×106m/s的α粒子；已知α粒子質(zhì)量為m=6．6×10-27kg，電量q=3．2×10-19c，則α粒子通過磁場空間的最大偏轉(zhuǎn)角θ及在磁場中運動的最長時間t各多少？

在真空中，半徑r=3×10-2m的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，方向如圖所示，磁感強度B=0．2T，一個帶正電的粒子，以初速度=106m/s從磁場邊界上直徑ab的一端a射入磁場，已知該粒子的比荷108C/kg，不計粒子重力，求：（1）粒子在磁場中作勻速圓周運動的半徑是多少？（2）若要使粒子飛離磁場時有最大偏轉(zhuǎn)角，求入射時v0方向與ab的夾角及粒子的最大偏轉(zhuǎn)角．4.【帶電粒子在磁場中的臨界問題】如圖所示，比荷為的電子從左側(cè)垂直于界面、垂直于磁場射入寬度為、磁感受應強度為的勻強磁場區(qū)域，要從右側(cè)面穿出這個磁場區(qū)域，電子的速度至少應為（）A．B．C．D．如圖所示，寬為d的有界勻強磁場的邊界為PQ、MN，一個質(zhì)量為m，帶電量為-q的微粒子沿圖示方向以速度v0垂直射入磁場（磁感線垂直于紙面向里），磁感應強度為B，要使粒子不能從邊界MN射出，粒子的入射速度v0的最大值是多大？

長為L的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，如圖所示，磁感強度為B，板間距離也為L，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是（）A．使粒子的速度B．使粒子的速度C．使粒子的速度D．使粒子速度如圖所示，是一熒光屏，當帶電粒子打到熒光屏上時，熒光屏能夠發(fā)光．的上方有磁感應強度為的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．為屏上的一小孔，與垂直．一群質(zhì)量為、帶電荷量的粒子（不計重力），以相同的速率，從處沿垂直于磁場方向射入磁場區(qū)域，且分布在與夾角為的范圍內(nèi)，不計粒子間的相互作用．則以下說法正確的是（）A．在熒光屏上將出現(xiàn)一個圓形亮斑，其半徑為B．在熒光屏上將出現(xiàn)一個半圓形亮斑，其半徑為C．在熒光屏上將出現(xiàn)一個條形亮線，其長度為D．在熒光屏上將出現(xiàn)一個條形亮線，其長度為一個質(zhì)量為，電荷量為的粒子（不計重力），從O點處沿方向以初速度射入一個邊界為矩形的勻強磁場中，磁場方向垂直于平面向里，它的邊界分別是，，，如圖所示．改變磁感應強度B的大小，粒子可從磁場的不同邊界射出，那么當B滿足條件_______時，粒子將從上邊界射出；當B滿足條件_______時，粒子將從左邊界射出；當B滿足條件_______時，粒子將從下邊界射出．

如圖所示，真空室內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小．磁場內(nèi)有一塊平面感光板，板面與磁場方向平行．在距的距離為處，有一個點狀的放射源，它向各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是．已知粒子的電荷量與質(zhì)量之比．現(xiàn)只考慮在圖紙平面中運動的粒子，求上被粒子打中的區(qū)域的長度．5.【帶電粒子在磁場中的綜合應用】一初速度為零的電子經(jīng)電場加速后，垂直于磁場方向進入勻強磁場中，此電子在勻強磁場中做圓周運動可等效為一環(huán)狀電流，其等效電流的大小A．與電子質(zhì)量無關B．與電子電荷量有關C．與電子進入磁場的速度有關D．與磁場的磁感應強度有關如圖所示，絕緣劈兩斜面光滑且足夠長，它們的傾角分別為、（＜），處在垂直紙面向里的勻強磁場中，將質(zhì)量相等，帶等量異種電荷的小球A和B同時從兩斜面的頂端由靜止釋放，不考慮兩電荷之間的庫侖力，則（）A、在斜面上兩球做勻加速運動，且B、在斜面上兩球都做變加速運動C、兩球沿斜面運動的最大位移D、兩球沿斜面運動的時間質(zhì)量為,帶電荷量為的粒子，在磁感應強度為的勻強磁場中做勻速圓周運動，其圓周半徑為，則粒子受到的洛倫茲力為，表示這個帶電粒子運動而形成的環(huán)形電流的電流大小為．圖為可測定比荷的某裝置的簡化示意圖，在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小，在軸上距坐標原點的處為離子的入射口，在上安放接收器，現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以的速率從處射入磁場，若粒子在軸上距坐標原點的處被觀測到，且運動軌跡半徑恰好最小，設帶電粒子的質(zhì)量為，電量為，不計其重力．（1）求上述粒子的比荷；（2）如果在上述粒子運動過程中的某個時刻，在第一象限內(nèi)再加一個勻強電場，就可以使其沿軸正方向做勻速直線運動，求該勻強電場的場強大小和方向，并求出從粒子射入磁場開始計時經(jīng)過多長時間加這個勻強電場；（3）為了在處觀測到按題設條件運動的上述粒子，在第一象限內(nèi)的磁場可以局限在一個矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場區(qū)域的最小面積，并在圖中畫出該矩形．在半徑為的圓筒中，有沿筒的軸線方向的勻強磁場，磁感應強度為，一個質(zhì)量為、帶電荷量為的粒子以速度從筒壁