2022年粵教版高中物理選擇性必修第二冊第一章磁場 課時練習題及章末檢測含答案解析

第一章磁場

1、安培力安培力的應用......................................................1

2、洛倫茲力..................................................................7

3、洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)......................................................12

章末綜合檢測................................................................20

1、安培力安培力的應用

1.關(guān)于通電直導線在勻強磁場中所受的安培力，下列說法正確的是（）

A.安培力的方向可以不垂直于直導線

B.安培力的方向總是垂直于磁場的方向

C.安培力的大小與通電直導線和磁場方向的夾角無關(guān)

D.將直導線從中點折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉淼囊话?/p>

解析：選B由左手定則可知，安培力的方向一定與磁場方向和直導線垂直，選項A錯誤，B

正確；安培力的大小尸=〃6sin6與直導線和磁場方向的夾角有關(guān)，選項C錯誤；將直導線從中

點折成直角，假設(shè)原來直導線與磁場方向垂直，若折成直角后一段與磁場仍垂直，另一段與磁場

平行，則安培力的大小變?yōu)樵瓉淼囊话?；若折成直角后，兩段都與磁場垂直，則安培力的大小變

為原來的平，因此安培力大小不一定是原來的一半，選項D錯誤。

2.19世紀20年代，以塞貝克（數(shù)學家）為代表的科學家已認識到：溫度差會引起電流，安培

考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地磁場是由繞地球

的環(huán)形電流引起的。則該假設(shè)中的電流方向是（注：磁子午線是地磁場N極與S極在地球表面的

連線）（）

A.由西向東垂直磁子午線

B.由東向西垂直磁子午線

C.由南向北沿磁子午線

D.由赤道向兩極沿磁子午線

解析：選B地磁場的、極在地理南極附近，根據(jù)安培定則，大拇指指向地磁場的N極，則

四指的繞向即為電流的方向，即安培假設(shè)中的電流方向應該是由東向西垂直磁子午線，故B正確.

3.如圖所示，通以恒定電流I的導線在紙面內(nèi)從a位置繞其一端."轉(zhuǎn)至b位置時，通電

導線所受安培力的大小變化情況是（）

A.變小B.不變

C,變大D.不能確定

XXXXX

B/b

XXX.；："X

XX

[xF7x胃

解析：選B當』W在原位置時，安培力的大小為尸=8〃，當朗V繞"端旋轉(zhuǎn)時，其大小仍是

BIL,故安培力的大小是不變的，選或B正確。

4.（2021-廣州高二檢測）如圖所示，〃是置于電磁鐵兩極間的一段通電直導線，電流方向垂

直于紙面向里。在開關(guān)S接通后，導線〃所受磁場力的方向是（）

B.豎直向下

C.水平向左D.水平向右

解析：選A在開關(guān)S接通后，線圈中電流由左側(cè)流入，由安培定貝!可知電磁鐵右側(cè)為N極,

故導線所在處的磁場方向向左，由左手定則可知，導線所受安培力方向豎直向上，選項A正確。

5.（2021?廣東高考）截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導線，長管外表面固定

著對稱分布的四根平行長直導線。若中心直導線通入電流九四根平行直導線均通入電流A,Z.

?乙電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是（）

解析：選C因16k,則可不考慮四個邊上的直導線之間的相互作用；根據(jù)兩通電直導線

間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側(cè)的直導線h

要受到上吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導線心要受到/排斥的安培力，形成

凸形，故變形后的形狀如選項C所示。

6.如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布，線圈中a、。兩條

導線長均為通以圖示方向的電流/,兩條導線所在處的磁感應強度大小均為8,則（）

A.該磁場是勻強磁場

B.線圈平面總與磁場方向垂直

C.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動

D.線圈將順時針轉(zhuǎn)動

解析：選I）該磁場明顯不是勻強磁場，勻強磁場的磁感線應該是一系列方向相同的平行的

直線，故A錯誤；由題圖可知，線圈平面總與磁場方向平行，故B錯誤；由左手定則可知，々導

線受到的安培力向上，6導線受到的安培力向下，故線圈將順時針轉(zhuǎn)動，故C錯誤，D正確。

7.將一段通電直導線abc從中點〃折成120。，分別放在圖甲、乙所示的勻強磁場中，導線

中電流大小保持不變。圖甲中導線所在平面與磁場的磁感線平行，圖乙中導線所在平面與磁場的

破感線垂直,,則甲、乙兩圖中磁場的磁感應強度大小之比

軸）

甲乙

R班

B-3

O

D江

c理

2

解析：選B設(shè)導線的總長為21,通過導線的電流為/,題圖甲中導線受到的安培力大小為

用〃+4cos60°?〃=）〃；題匡乙中導線受到的安培力的大小為28〃cos30°=小叢門,

根據(jù)題意有鎘員〃=*〃，則有*=4^,B正確。

8.如圖所示，臺秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連

接起來，此時臺秤讀數(shù)為￡?，F(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導線，電流方向如圖所示,

當加上電流后，臺秤讀數(shù)為“，則以下說法正確的是（）

A.F>RB.

C.彈簧長度將變長D.彈簧長度將不變

解析：選A選通電導線為研究對象，根據(jù)左手定則判斷可知，通電導線所受安培力方向為

斜向右下方，根據(jù)牛頓第三定律分析得知，磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，則磁鐵將向左運

動，彈簧被壓縮，所以長度將變短，故C、D錯誤；由于磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，對

臺秤的壓力減小，則故A正確，B錯誤。

9.如圖所示，在與水平方向夾角為60°的光滑金屬導軌間有一電源，在相距1m的平行導

軌上放一質(zhì)量為切=0.3kg的金屬棒a”通以從ia、7=3A的電流，磁場方向豎直向上，這

時金屬棒恰好靜止(g=10m/s")。求：

(1)勻強磁場磁感應強度的大??；

(2)油棒對導軌的壓力的大小。

解析：(1)金屬棒數(shù)靜止，受力情況如圖所示，沿斜面方向受力平衡,

則有mgn600=BILcos60°,

5HG的an6000.3X10X/個八小

解得~~3X1T-1.73TO

(2)根據(jù)平衡條件及牛頓第三定律得，金屬棒劭對導軌的壓力為:

用，卜=6N。

cos60

2

答案：(1)1.73T(2)6N

10.電流天平是一種測量磁場力的裝置.，如圖所示，兩相距很近的通電平行線圈I和H,線

圈I固定，線圈II置于天平托盤上。當兩線圈均無電流通過時，天平示數(shù)恰好為零。下列說法正

確的是（）

A.當天平示數(shù)為負時，兩線圈電流方向相同

B.當天平示數(shù)為正時，兩線圈電流方向相同

c.線圈I對線圈II的作用力大于線圈n對線圈I的作用力

D.線圈I對線圈II的作用力與托盤對線圈11的作用力是一對相互作用力

解析：選A裝置的構(gòu)造模型為兩個線圈和一個杠桿，當線圈中通有同向電流時互相吸引，

通有異向電流時互相排斥，故當天平示數(shù)為負時表示兩線圈互相吸引，所以為同向電流，A正確,

B錯誤；根據(jù)牛頓第三定律可知線圈I對線圈H的作用力等于線圈H對線圈I的作用力，C錯誤;

由相互作用力的特點知,線圈I對線圈II的作用力與托盤對線圈n的作用力,不是一對相互作用

力,D錯誤。

11.電磁炮是一種新式武器，其工作原理如圖所示。當水平放置的兩光滑平行導軌接入電源

時，強電流從一導軌流出，經(jīng)滑塊（炮彈）從另一導軌流回時，在兩導軌平面間產(chǎn)生強磁場，磁感

應強度大小與電流成正比。通有電流的炮彈在安培力的作用下加速一段距離后，會以很大的動能

射出。關(guān)于電磁炮，下列說法正確的是（不考慮滑塊移動產(chǎn)生的電動勢）（）

A.當平行導軌通有如圖所示的電流時，導軌間的磁場方向豎直向下

B.當回路中電流一定時，炮彈將做勻加速直線運動

C.若只將電流增大到原來的2培，則炮彈射出的動能也會增大到原來的2倍

D.若只將導軌長度增大到原來的2倍，則炮彈射出的動能會增大到原來的4倍

解析：選B當平行導軌通有題圖所示的電流時，根據(jù)安培定則可知導軌間的磁場方向豎直

向上，A錯誤；當回路中電流一定時，根據(jù)牛頓第二定律可得產(chǎn)安=8〃=儂，解得炮彈加速度a

=—，所以炮彈將做勻加速直線運動，B正確；若只將電流增大到原來的2倍，磁感應強度也變

m

為原來的2倍，則安培力增大到原來的4倍，根據(jù)動能定理廣安-0,可得炮彈射出時的動

能也會增大到原來的4倍，C錯誤；若只將導軌長度x增大到原來的2倍，根據(jù)動能定理廠安才=

40,可得炮彈射出時的動能也會增大到原來的2倍，D錯誤。

12.（2021?珠海高二檢測）如圖所示為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為次的勻質(zhì)細金屬棒/外

的中點處通過一掛鉤與一豎直懸掛的絕緣彈簧相連，絕緣彈簧的勁度系數(shù)為九在矩形區(qū)域泌cd

內(nèi)有勻強磁場，磁感應強度大小為4方向垂直紙面向外。與朗M的右端M連接的一絕緣輕指針可

指示標尺上的示數(shù)，就V的長度大于防。當』邠中沒有電流通過且處于平衡狀態(tài)時，JW與矩形區(qū)

域的“邊重合，當蒯V中有電流通過時，指針示數(shù)可表示電流的大小。重力加速度為外

〃/少

MdeCN_

(1)當電流表示數(shù)為零時，彈簧的伸長量為多少？

(2)若要電流表正常工作，的哪一端應與電源正極相接？

(3)若R=2.0N/m,茄=0.20m,W=0.05m,8=0.20T,則此電流表的量程是多少？(不

計通電時電流產(chǎn)生的磁場的作用)

(4)在(3)的條件下，若將量程擴大為原來的2倍，磁感應強度應變?yōu)槎啻螅?/p>

解析：⑴設(shè)電流表示數(shù)為零時?彈簧的伸長量為人必時有mg=kAx,解得△*=野。

(2)為使電流表正常工作，作用于通有電流的金屬棒J相的安培力必須向下，由左手定則分析

知，時端應接電源正極。

⑶設(shè)電流表滿偏時通過」網(wǎng)的電流為八，則有BI…高+mg=k(~7b+Ax)

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得(x=2.5A,故電流表的量程為0~2.5Ao

(4)設(shè)量程擴大后，磁感應強度為9，則有

2B'7mx,ab+mg=k(cZ?+△/)

解得4'=0.1To

答案：(1譚⑵必端⑶0?2.5A(4)0.1T

2、洛倫茲力

1.（多選）下列說法中正確的是（）

A.運動電荷不受洛倫茲力的地方一定沒有磁場

B.運動電荷受到的洛倫茲力方向既與其運動方向垂直，又與磁感線方向垂直

C.帶電荷量為g的電荷，在磁場中運動速度大小不變，則所受洛倫茲力大小一定不變

D.洛倫茲力對運動電荷不做功

解析：選BD運動電荷的速度方向跟磁場方向平行時，不受洛倫茲力作用，故A錯誤；由左

手定則可知洛倫茲力垂直于速度方向與磁場方向所決定的平面，故B正確；帶電荷量為q的電荷，

在磁場中受到的洛倫茲力為厭in運動速度不變，若6的大小或。發(fā)生變化，則電荷所

受洛倫茲力大小發(fā)生變化，故C錯誤；洛倫茲力只改變運動電荷速度的方向，不改變速度的大小,

對運動電荷不做功，故D正確。

2.關(guān)于靜電力、安培力與洛倫茲力，下列說法正確的是（）

A.電荷放入靜電場中一定會受靜電力，靜電力的方向與該處電場強度的方向相同

B.通電導線放入磁場中一定受安培力，安培力的方向與該處磁場方向垂直

C.電荷放入磁場中就會受到洛淪茲力，洛倫茲力的方向與該處磁場方向垂直

D.當電荷的速度方向與磁場方向垂直時受到的洛倫茲力最大，方向與磁場方向垂直

解析：選D電荷放入靜電場中一定會受靜電力，正電荷受到的靜電力的方向與該處電場強

度的方向相同，負電荷受到的靜電力的方向與該處電場強度的方向相反，故A錯誤；通電導線放

入磁場中不一定受安培力，例如電流方向與磁場方向平行時不受安培力，故B錯誤；靜止的電荷

放入磁場中不受洛倫茲力，運動電荷的速度方向與磁感線平行時也不受洛倫茲力，故C錯誤；當

電荷的速度方向與磁場方向垂直時受到的洛倫茲力最大，即勺g必，方向與磁場方向垂直，故D

正確。

3.在磁場中々如圖所示的甲、乙兩個運動電荷，甲運動方向與磁場方向垂直，乙運動方向與

磁場方向平行，則（）

1「甲

1,r

一叱

A.甲、乙都受洛倫茲力作用

B.甲、乙都不受洛倫茲力作用

C.只有甲受洛倫茲力作用

D.只有乙受洛倫茲力作用

解析：選C電荷在磁場中運動，當電荷速度方向與磁場方向平行時，電荷所受洛倫茲力為

零，當電荷速度方向與磁場方向垂直時，電荷所受洛倫茲力最大，故只有甲電荷受洛倫茲力作用,

選項C正確。

4.（多選）如圖所示，一陰極射線管左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導線

四時，發(fā)現(xiàn)射線的運動軌跡向下彎曲，則（）

~..............-I）

A------------------------B

A.導線中的電流方向為從1到笈

B.導線中的電流方向為從8到4

C.要使電子束的徑跡向上彎曲.可以通過改變月8中的電流方向來實現(xiàn)

D.電子束的運動軌跡與44中的電流方向無關(guān)

解析：選BC電子在通電直導線產(chǎn)生的磁場中運動，無論直導線中的電流方向如何，電子的

運動方向都和磁感應強度的方向垂直。根據(jù)左手定則，由于是負電荷，四指應指向左方，根據(jù)電

子的偏轉(zhuǎn)方向可以確定磁感應強度的方向為垂直紙面向里。根據(jù)安培定則，導線中的電流方向為

從8到人如果導線中的電流反向，則其產(chǎn)生的磁場方向也相反，會影響到電子的偏轉(zhuǎn)方向，故

選項B、C正確，A、D錯誤。

5.初速度為％的電子，沿平行于通電長直導線的方向射出，直導線中電流方向與電子的初始

運動方向如圖所示，則（）

A.電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變

B.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變

C.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變

D.電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變

1%

~e

左右

解析：選A由右手螺旋定則判斷通電直導線產(chǎn)生的磁場在電子一側(cè)的方向垂直紙面向里，

再由左手定則判斷電子在該磁場中受洛倫茲力方向向右，故電子向右偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力不做功，即

電子速率不變，選項A正確。

6.在長直通電螺線管中通入變化的電流，如圖所示電流的方向周期性改變），并沿著其中心

軸線如'的方向射入一顆速度為『的電子，則此電子在螺線管內(nèi)部空間運動的情況是（）

0

A.勻速直線運動B.來回往復運動

C.變速直線運動D.曲線運動

解析：選A通電螺線管內(nèi)部的磁場方向與軸線平行，故電子進入螺線管后不受洛倫茲力，

應做勻速直線運動。

7.如圖，一束負離子從S點沿水平方向射出，在沒有電、磁場時恰好擊中熒光屏上的坐標

原點a若同時加上電場和磁場后，負離子束最后打在熒光屏上坐標系的第ni象限中，則所加電

場E和磁場8的方向可能是（不計離子重力及相互作用力）（）

A.￡向上，8向上B.￡向下，〃向下

C.￡向上，8向下D.￡向下，4向上

解析：選A由題意可知，負離子在電場中受力應向下，故電場方向應向上；而負離子在磁

場作用下向左偏轉(zhuǎn)，故說明洛倫茲力向左，由左手定則可知，8應向上，故A正確。

8.（多詵）如圖甲所示，某空間存在著足夠大的勻強磁場，磁場沿水平方向。磁場中有力、B

兩個物塊疊放在一起，置于光滑水平面上。物塊力帶正電荷，物塊E不昔電且表面絕緣。在t=0

時刻，水平恒力/作用在物塊〃上，物塊從5由靜止開始做加速度相同的運動。在物塊4B一

B.物塊力對物塊8的摩擦力大小隨時間￡變化的關(guān)系

C.物塊月對物塊8的壓力大小隨時間￡變化的關(guān)系

D.物塊夕對地面壓力人小隨時間萬變化的關(guān)系

解析：選CD物塊N受到的洛倫茲力尸洛=力力=*￡,￡=0時，￡w=0,選項A錯誤；物塊

力對8的摩擦力大小勺應冏所以f隨時間亡的變化保持不變，選項B錯誤；力對8的壓力原=

nig-\-qvB=加若+qBat,選項C正確；4對地面的壓力FXB=（如+喻g-\-qBat,選項D正確。

9.如圖所示，質(zhì)量為卬的帶正電荷小球能沿著絕緣墻面豎直下滑，勻強磁場的磁感應強度大

小為6,方向垂直紙面向外。若小球帶電荷量為g,球與墻面間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度

為0則小球下滑的最大速度和最大加速度分別是多少？

解析：當小球剛開始下滑時有最大加速度，即^=鄉(xiāng)當小球的加速度為。時有最大速度，即

儂=〃尸洛，F(xiàn)^=qvB,解得v=~^]f

答案:焉且

10.顯像管原理的示意圖如圖所示，當沒有磁場時，電子束將打在熒光屏正中的。點，安裝

在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向，

若使高速電子流打在熒光屏上的位置由〃點逐漸移動到a點，下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上

述偏轉(zhuǎn)的是（）

電子束

解析：選C高速電子流打在熒光屏上的位置由6點逐漸移動到a點，根據(jù)左手定則可知,

磁場的方向開始時垂直紙面向里，方向為正，且逐漸減弱，后來電子又向上偏轉(zhuǎn)，磁場方向垂直

紙面向外，方向為負，且逐漸增強，故C項正確。

11.（2021?茂名高二檢測）如圖所示，一質(zhì)量為加、電荷量為g的帶正電荷絕緣物塊位于高

度略大于物塊高度的水平寬敞絕緣隧道中，隧道足夠長，物塊上、下表面與隧道上、下表面間的

動摩擦因數(shù)均為〃，整個空間存在垂直紙面向里、磁感應強度為8的勻強磁場?，F(xiàn)給物塊水平向

右的初速度如空氣阻力忽略不計，物塊電荷量不變，則物塊（）

XXXXXXX

，〃(〃/,/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/.上表面

xm您xxxxx

^7/7777/77777777777777777777777777777777777/下表面

XXXXXXX

A.■定做勻速直線運動B.一定做減速運動

C.可能先減速后勻速運動D.可能加速運動

解析：選C根據(jù)左手定則可知物塊受到的洛倫茲力方向向上，如果洛倫茲力等于重力，則

物塊做勻速直線運動；如果洛倫茲力小于重力，物塊與隧道下表面間存在摩擦力，物塊做減速運

動；如果洛倫茲力大于重力，物塊與隧道上表面間存在摩擦力，做減速運動，當減速到洛倫茲力

等于重力時做勻速運動，故選項C正確。

12.（多選）如圖所示，絕緣容器內(nèi)部為長方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶液，容器上、

下端裝有的電極力和。，置于與容器表面垂直的勻強磁場中，開關(guān)K閉合前容器兩側(cè)八。兩管中

液面等高，閉合開關(guān)后()

B

A.4/處鈉離子濃度大于4處鈉離子濃度

B.A，處電勢高于V處電勢

C."處電勢高于N處電勢

D.P管中液面高于0管中液面

解析：選AD根據(jù)左手定則可知，鈉離子在洛倫茲力作用下，向必處偏轉(zhuǎn)，因此時處鈉離子

濃度大于N處鈉離子濃度，故A正確；依據(jù)正離子的定向移動方向與電流方向相同，而負離子移

動方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則可知，正、負離子均偏向同一方向，因此MN兩處電勢

相等，故B、C錯誤；當開關(guān)閉合時，液體中有從力到C方向的電流，根據(jù)左手定則可知，液體

將受到指向W的安培力作用，因此產(chǎn)端的液面將比0端的高，故D正確。

13.如圖所示，來自太陽和其他星體的宇宙射線含有大量高能帶電粒子，幸好由于地磁場的

存在而改變了這些帶電粒子的運動方向，使很多帶電粒子不能到達地面，避免了其對地面上生命

的危害。已知北京上空某處由南指向北的磁感應強度為L2X10TT,如果有一速率P=5.0XIO，'

m/s、電荷量4=1.6X102C的質(zhì)子豎直向下運動穿過此處的地磁場。

(1)此時該質(zhì)子受到的洛倫茲力是多大？向哪個方向偏轉(zhuǎn)？

(2)在地球兩極處地磁場方向可近似認為垂直于地面，在赤道處地磁場方向可近似認為由地

理南極指向地理北極。那么，地球詼極處和赤道處相比，哪個區(qū)域地磁場對高能帶電粒子的阻擋

效果更好？為什么？

宇宙射線

解析：(1)已知質(zhì)子運動方向與地磁場方向垂直，根據(jù)洛倫茲力計算公式，得QgM=1.6

X10-19X5.0X105X1.2X10-4N=9.6X10-18NO

根據(jù)左手定則可知，質(zhì)子受到的洛倫茲力由西向東，因此質(zhì)子向東偏轉(zhuǎn).

(2)赤道處阻擋效果更好。由于地球兩極處地磁場可近似認為垂直于地面，因此帶電粒子的

運動方向與兩極處的地磁場方向平行，在地球兩極處不受洛倫茲力，該區(qū)域地磁場對宇宙射線的

阻擋效果較弱。而在赤道處，地磁場的方向由地理南極指向地理北極，帶電粒子運動方向與地磁

場方向垂直，帶電粒子受到了洛倫茲力的作用而偏轉(zhuǎn)，所以該區(qū)域地磁場對宇宙射線的阻擋效果

更好。

答案：（1）9.6X1078N向東偏轉(zhuǎn)（2）見解析

3、洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)

1.如圖所示是速度選擇器的原理圖，已知電場強度為反磁感應強度為8并相互垂直分布,

某一帶電粒子（重力不計）沿圖中虛線水平通過。則該帶電粒子（）

A.一定帶正電荷

B.速度大小為《

C.可能沿。。方向運動

F

D.若沿網(wǎng)方向運動的速度大于0將一定向下極板偏轉(zhuǎn)

解析：選B粒子從左射入時，不論帶正電荷還是負電荷，電場力大小為洛倫茲力大小

P

為F=qvB=qE,兩個力平衡，可得逞度粒子做勻速直線運動，故A錯誤，B正確；此粒子

從右端沿虛線方向進入時，電場力與洛倫茲力在同一方向，不能做直線運動，故C錯誤；若速度

p

則粒子受到的洛倫茲力大于電場力，使粒子偏轉(zhuǎn)，只有當粒子帶負電荷時粒子向下偏轉(zhuǎn)，

改D錯誤。

2.質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子〃和0（均不計重力），以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進入勻

強磁場，運動軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是（）

XXXX

Bp

XQXX-C—X

廣…、'\

乂X.XX、

S\

A.粒子〃帶正電，粒子0帶負電

B.粒子夕在磁場中運動的速率大于0的速率

C.洛倫茲力對粒子尸做負功、對粒子。做正功

D.粒子〃在磁場中運動的時間大于粒子。運動的時間

解析：選B由左手定則知尸帶負電，0帶正電，A錯誤：由〃㈤="得7?=正可見速率大

的粒子做圓周運動的半徑較大，故尸的速率大于0的速率，B正確；洛倫茲力的方向與粒子瞬時

速度的方向總是垂直，故洛倫茲力不做功，C錯誤；粒子做圓周運動的周期7=駕，可見周期

QB

與粒子的運動速率無關(guān)，兩粒子做圓周運動的周期相等，又兩粒子轉(zhuǎn)過的圓心角相等，故夕的運

動時間等于0的運動時間，D錯誤。

3.如圖所示，一束正離子先后經(jīng)過速度選擇器和勻強磁場區(qū)域，不計離子的重力，則在速度

選擇器中沿直線運動，且在勻強磁場中偏轉(zhuǎn)半徑又相等的離子具有相同的（）

A.電荷量和質(zhì)量B.質(zhì)量和動能

C,速度和比荷D.速度和質(zhì)量

解析：選C在速度選擇器中，離子不偏轉(zhuǎn)，說明離子受力平衡，在速度選擇器中，離子受

E

電場力和洛倫茲力，則qvB\=qE,得=萬，可知這些正離子具有相同的速度；進入只有勻強磁

myF

場的區(qū)域時，偏轉(zhuǎn)半徑相等，由r=F和v=~,可知這些正離子具有相同的比荷。故選項C正

確。

4.如圖所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置，其核心部分是兩

個D形金屬盒，置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。下列說法正確的足（）

,XBX、

XXX

XXX

KXX，

A.粒子從磁場中獲得能量

B.粒子被電場加速后，運動越來越快，走過半圓的時間越來越短

C.D形盒的半徑斤越大，粒子離開回旋加速器時最大動能越小

D.粒子第2次和第3次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為啦：木

解析：選D帶電粒子從電場中獲得能量，不是從磁場中，故A錯誤；根據(jù)周期公式A。,

走過半圓所用時間力=T，與速率無關(guān)，故B錯誤；根據(jù)半徑公式v=~,則粒子的

qaqtsm

最大動能6=:如:=畔￡,與加速的電壓無關(guān)，與D形盒的半徑以及磁感應強度有關(guān)，D形盒的

半徑斤越大，粒子加速所能獲得的最大動能越大，故C錯誤；只有電場力做功，粒子第2次和第

3次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后的動能之比是2:3,所以速度之比是衣：＜3,根據(jù)r=常得，軌道

半徑之比為啦：小，故D正確。

5.質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子比荷和分析同位素的重要儀器。圖中的鉛盒A中的放射源放出

大量的帶正電粒子（可認為初速度為零），從狹縫S進入電壓為。的加速電場區(qū)加速后，再通過狹

縫S從小孔61垂直于極/射入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)磁場是邊界與直線網(wǎng)『相切，磁感應強度為8,方

向垂直于紙面向外，半徑為〃的圓形勻強磁場?，F(xiàn)在上的尸點（圖中未畫出）接收到該粒子，

且/產(chǎn)乖兒則該粒子的比荷為（粒子的重力忽略不計）（）

9U4〃

A?方

八6U21/

c?7?”而

解析：

'、*一，'

選C設(shè)粒子被加速后獲得的速度為%由動能定理有必匕%據(jù)題意，畫出粒子偏轉(zhuǎn)磁

場中的運動軌跡如圖所示（若粒子帶正電），由幾何關(guān)系知，粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道

半徑r=等,又qvB一,,可求:=蒜，選項C正確。

6.如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應強度為8的勻強磁場，磁場垂直圓所在的平面。-

帶電荷量為。、質(zhì)量為力的帶電粒子從圓周上a點對準圓心0點射入磁場，從b點射出，若。=

60°,則帶電粒子射入磁場時的速度大小為（）

等

A.

3qBd

d

2qB

----

D.---

-----

C.--

m

m

小&

600=

tan

=d?

徑為r

跡半

的軌

運動

，粒子

可知

知識

幾何

，根據(jù)

所示

如圖

：選B

解析

~

為r=

大小

速度

時的

磁場

射入

粒子

,所以

=3.

qvB

力，有

供向心

茲力提

的洛倫

子受到

因為粒

確.

B正

選項

痘%

m

,