2　磁场对运动电荷的作用力 1. (多选)以下说法正确的是(　　) A.电荷处于电场中一定受到静电力 B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D.洛伦兹力可以改变运动电荷的速度方向和速度大小 2. (多选)关于安培力和洛伦兹力,下面说法中正确的是(　　) A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B.安培力和洛伦兹力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C.安培力和洛伦兹力,二者是等价的 D.安培力对通电导体能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功 3.来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质 子在进入地球周围的空间时,将(　　) A.竖直向下沿直线射向地面 B.相对于预定地点,稍向东偏转 C.相对于预定地点,稍向西偏转 D.相对于预定地点,稍向北偏转 4.如图所示,带电粒子刚刚进入磁场,下列对带电粒子所受洛伦兹力方向的判断,正 确的是(　　) 5.在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方置一根通有如图所示电流的直导 线,导线与阴极射线管平行,则阴极射线将会(　　) A.向上偏转 B.向下偏转 C.向纸内偏转 D.向纸外偏转 6.甲、乙两个带电粒子带电荷量分别为 q 和 2q,运动速度分别为 v 和 2v,当它们都 进入到同一匀强磁场,且速度方向都与磁场方向垂直时,甲、乙受到的洛伦兹力大 小之比为(　　) A.4∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.1∶4 7.带电油滴以水平速度 v0 垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量 为 m,磁感应强度为 B,则下述说法正确的是(　　) mg A.油滴必带正电荷,电荷量为 v B 0 v0 B q B.油滴必带正电荷,比荷 m = g mg C.油滴必带负电荷,电荷量为 v B 0 mg D.油滴带什么电荷都可以,只要满足 q= v B 0 8. (多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动,小球离开桌面后进 入一水平向里的匀强磁场,已知速度方向垂直于磁场方向,如图所示,小球飞离桌 面后落到地板上,设飞行时间为 t1,水平射程为 x1,着地速度为 v1。撤去磁场,其余 的条件不变,小球飞行时间为 t2,水平射程为 x2,着地速度为 v2。则下列论述正确的 是(　　) A.x1>x2 B.t1>t2 C.v1 和 v2 大小相等 D.v1 和 v2 方向相同 9.如图所示,一个带负电荷的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为 v。 若加上一个方向垂直纸面向外的磁场,则物体滑到底端时(　　) A.v 变大 B.v 变小 C.v 不变 D.不能确定 10. 图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个 顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中 心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是(　　) A.向上 B.向下 C.向左 D.向右 11.显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的 O 点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转。设垂直纸面向里 的磁场方向为正方向,若使电子打在荧光屏上的位置由 a 点逐渐移动到 b 点,下列 变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是(　　) 12.一初速度为零的质子,经过电压为 1 880 V 的电场加速后,垂直进入磁感应强度 为 5.0×10-4 T 的匀强磁场中。求质子受到的洛伦兹力的大小。(质子质量 m=1.67×10-27 kg,g 取 10 m/s2) 13. 用一根长 L=0.8 m 的轻绳,悬挂一质量 m=1 g 的带电小球,放在磁感应强度大 小 B=1 T、方向如图所示的匀强磁场中,将小球拉到与悬点等高处由图示位置静 止释放,小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动,当球第一次摆到最低点时,悬线的 张力恰好为零(重力加速度 g 取 10 m/s2),则小球第二次经过最低点时,悬线对小球的拉力多大? 14.一带电荷量大小为 q、质量为 m 的小球,从水平面上 a 点以初速度 v0 竖直向上 射入如图所示的水平方向匀强磁场中,磁场的磁感应强度为 B,当地的重力加速度 为 g。求: (1)小球带正电还是负电; (2)小球运动到离水平面竖直高度为 h 的 b 点时的速度大小; (3)小球运动到离水平面竖直高度为 h 的 b 点时所受的磁场力大小。 参考答案 1.AC 2.BD 3.B 4.B 5.B 6.D 7.A 8.ABC 9.B 10.B 解析:解题关键是根据安培定则分析出 O 点的磁场方向。d、b 电流在 O 点 产生的磁场相互抵消,a、c 电流在 O 点产生的磁场方向水平向左,故 O 点处的磁 场方向平行于纸面水平向左。带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的 方向向外运动,由左手定则可判断出它所受洛伦兹力的方向向下,B 选项正确。 11.A 解析:电子偏转到 a 点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,对应的 B-t 图的图线在 t 轴下方;电子偏转到 b 点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸 面向里,对应的 B-t 图的图线应在 t 轴上方,A 正确。 1 12. 解析:质子的初速度为零,由动能定理得 Uq= 2 mv2, ❑ 2 Uq ≈6.0×105 m/s 可得质子进入匀强磁场时的速率 v= m √ 由于质子是垂直进入磁场的,由洛伦兹力的计算公式可以得到 F=qvB=1.6×10-19×6.0×105×5.0×10-4 N=4.8×10-17 N。 答案:4.8×10-17 N 13. 解析:小球第一次到达最低点时速度为 v, 1 由动能定理可得 mgL= 2 mv2 由圆周运动规律及牛顿第二定律可知 第一次经过最低点时 qvB-mg=m v2 L 第二次经过最低点时 F-qvB-mg=m v2 L 综上解得 F=0.06 N。 答案:0.06 N 14. 解析:(1)由左手定则可知小球带正电。 1 1 2 (2)从 a 到 b,由动能定理得-mgh= 2 mv2- 2 m v 0 解得 v= √v 2 ❑ 0 -2gh 。 (3)由洛伦兹力公式 F=qvB 解得 F=qB √v 2 ❑ 0 -2gh 。 答案:(1)正电　(2) √v 2 ❑ 0 -2gh (3)qB √v 2 ❑ 0 -2gh