人教 2019 物理 选修二 1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练 习 一．选择题（共 10 小题） 1．匀强磁场中一个运动的带电粒子，运动速度 v 方向如图所示，下列说法正确的是（ 　） A．若粒子带正电，所受洛伦兹力的方向向下 B．若粒子带负电，所受洛伦兹力的方向向下 C．若粒子带负电，运动速率 v 一定减小 D．若粒子带正电，运动速率 v 一定增大 2．在下列四幅图中，正确标明了带负电的粒子所受洛伦兹力 f 方向的是（　　） 3．如图所示，将一根通以强电流的长直导线，平行放置在阴极射管的正上方，则阴极射线 将（　　） A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转 4．从地球赤道表面，以与地面垂直的方向射向太空的一束高速质子流，则这些质子在进入 地球周围的空间时，将（　　） A．竖直向上沿直线射向太空中 B．相对于初速度方向，稍向东偏转 C．相对于初速度方向，稍向西偏转 D．相对于初速度方向，稍向北偏转 5．关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A．电荷放入静电场中一定受静电力，正电荷所受静电力的方向与该处电场强度方向相 同 B．通电导线放入磁场中一定受安培力，安培力的方向与该处磁场方向垂直 C．电荷放入磁场中一定受洛伦兹力，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直 D．电场力可以做正功、负功或者不做功，安培力和洛伦兹力永不做功 6．如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为 v0 的电子，沿平行 于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则（　　） A．电子将向左偏转，速率不变 B．电子将向右偏转，速率不变 C．电子运动方向不变，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 7．如图所示，在垂直纸面的方向上有三根长直导线，其横截面位于正方形的三个顶点 b、c、d 上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带负电的粒子从正方形的 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．沿 O 到 a 方向 B．沿 O 到 c 方向 C．沿 O 到 d 方向 D．沿 O 到 b 方向 8．如图所示，光滑的水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，水平桌面上平放着内壁光滑、 底部有带电小球的试管。试管在垂直于试管的水平拉力 F 作用下向右匀速运动，一段时 间后带电小球从管口飞出。下列说法正确的是（　　） A．小球一定带正电 B．洛伦兹力对小球做正功 C．小球运动的轨迹有可能是一条直线 D．拉力 F 应保持恒定不变 9．如图所示，一个质量为 m、带电荷量为+q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘 细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。现给圆 环向右的初速度 v0，在以后的运动过程中，圆环的带电量不变，不计空气阻力，关于圆 环运动的 v﹣t 图象，下列选项中一定错误的是（　　） 10．如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆 MN 固定在竖直平面内，且与水平面的夹角为 37°，空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 1T，质量为 0.1kg 的带 电小环沿杆下滑到图中的 P 处时，对杆有垂直杆向下的、大小为 0.3N 的压力。已知小 环的带电荷量为 0.1C，重力加速度大小 g＝10m/s2，sin37°＝0.6，下列说法正确的是（ ） A．小环带正电 B．小环下滑的加速度大小为 5m/s2 C．小环滑到 P 处时的动能为 1.25J D．当小环再沿杆滑动 2.25m 后恰好与杆没有相互作用 二．多选题（共 6 小题） （多选）11．如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块。甲、乙 叠放在一起置于粗糙水平面上，水平面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场。现用一个水 平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动。在共同加速阶段，下列说 法中正确的是（　　） A．甲、乙两物块间的静摩擦力不断减小 B．甲、乙两物块做加速度减小的加速运动 C．乙物块与地面间的摩擦力大小不变 D．乙物块与地面间的摩擦力不断增大 （多选）12．如图，一根绝缘细杆固定在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，杆和磁场垂 直，与水平方向成 θ 角。杆上套一个质量为 m、电量为+q 的小球。小球与杆之间的动摩 擦因数为 μ。从 A 点开始由静止释放小球，使小球沿杆向下运动。设磁场区域很大，杆 足够长。已知重力加速度为 g。则下列叙述中正确的是（　　） A．小球运动的速度先增大后不变 B．小球运动的加速度先增大到 gsinθ，然后减小到零 C．小球的速度达到最大速度一半时加速度可能是 gsinθ D．小球的速度达到最大速度一半时加速度一定是 0.5g（sinθ+μcosθ） （多选）13．关于电荷在磁场中的受力，下列说法中正确的是（　　） A．静止电荷一定不受洛伦兹力作用，运动电荷一定受洛伦兹力作用 B．洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行 C．洛伦兹力的方向与带电粒子运动的速度方向垂直 D．粒子运动的方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力作用 （多选）14．如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度 B＝0.5T 的匀强磁场中，固定 一个倾角 α＝37°的绝缘光滑斜面。一个质量 m＝0.1g、电荷量 q＝4×10﹣4C 的小滑块由 静止沿斜面滑下，小滑块滑至某一位置时将离开斜面。 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取 10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．小滑块带正电 B．小滑块离开斜面时的速度大小为 4m/s C．该斜面长度至少为 1.6m D．小滑块离开斜面前做匀加速直线运动 （多选）15．如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，当它的右上方有一个正电荷正在 向垂直纸面向外（即与条形磁铁垂直）运动时，与原来没有电荷时相比较，磁铁受到的 支持力 FN 和摩擦力 Ff 的变化情况是（　　） A．FN 减小了 B．FN 增大了 C．Ff 不为 0，且方向向左 D．Ff 不为 0，且方向向右 （多选）16．如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速运动，某绝缘带电物块 无初速度地从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，物块运动的 图象如图乙所示，物块带电量保持不变，下列说法正确的是（　　） A．物块带负电 B．1s 后物块与传送带共速，所以传送带的速度为 0.5m/s C．若增大传送带的速度，其他条件不变，则物块最终达到的最大速度也会增大 D．传送带的速度可能比 0.5m/s 大 三．填空题（共 3 小题） 17．洛伦兹力是磁场对 　 　（填“运动”或“静止”）电荷的作用；如图所示是一带正电的粒 子在磁场中竖直向下运动，粒子所受洛伦兹力的方向 　 　。 18．地球的地磁南极在地理　 　极附近；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，当 把通电的阴极射线管放在蹄形磁铁的两极间时，可以观察到电子束径迹　 　（选填“弯 曲”或“不弯曲”），是由于　 　（选填“洛伦兹力”或“安培力”）作用引起的。 19．运动电荷速度 v 的方向与 B 的方向垂直时洛伦兹力大小 f＝　 　，若 v⊥B，带电粒 子在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做　 ＝ 　运动．向心力由洛伦兹力提供： ，轨道半径公式：R＝　 　，周期：T＝　 　． 四．计算题（共 4 小题） 20．一电荷量为 q 的带正电粒子，速度大小为 v，方向水平向右，不计粒子重力。 （1）如图甲，若进入电场强度大小为 E、方向水平向右的匀强电场，求粒子受到电场 力的大小和方向； （2）如图乙，若进入磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场，求粒子刚进入 磁场时受到洛伦兹力的大小和方向。 21．如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆 MN，与水平面夹角为 37°，固定在竖直平面内， 垂直纸面向里的匀强磁场 B 充满杆所在的空间，杆与 B 垂直，质量为 m 的带电小环沿 杆下滑到图中的 P 处时，对杆有垂直杆向下的压力作用，压力大小为 0.4mg，已知小环 的带电荷量为 q，问： （1）小环带什么电？ （2）小环滑到 P 处时的速度多大？ （3）小环滑到离 P 多远处，环与杆之间没有正压力？ 22．如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场，一质量为 0.2kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为 0.1kg、带电荷量 q ＝+0.2C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为 0.5，滑块受到的最大静摩擦力可 认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为 0.6N 的恒力，g 取 10m/s2， 求： （1）滑块匀加速运动的时间 t 及匀加速结束时的速度 v1？ （2）滑块最终的速度 v2？ （3）木板最终加速度？ 23．如图所示，质量为 m 的金属块，带电荷量为+q，以某一初速度沿水平方向进入电场与 磁场的空间，匀强磁场的方向垂直纸面向外，电场方向水平（图中未标出、向左或向 右），金属块由 A 点沿绝缘板做匀速直线运动，至 B 点与开关相碰，瞬间立刻切断电源， 使电场消失，但保留磁场，金属块由于碰撞原因，动能变为原来的四分之一，并能匀速 沿原路返回 A 点，已知往返总时间为 t，金属块与绝缘板间的动摩擦因数为 μ，AB 长为 L，求： （1）磁感应强度 B 的大小； （2）场强 E； （3）克服摩擦力做的功． 人教 2019 物理 选修二 1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练 习 参考答案与试题解析 一．选择题（共 10 小题） 1-5：A A B C A 6-10：B A A B C 二．多选题（共 6 小题） 11：ABD； 12：ABD； 13：CD； 14：BD； 三．填空题（共 3 小题） 17．运动，水平向右。 18．北；弯曲，洛伦兹力。 19．qvB，匀速圆周，qvB， 。 四．计算题（共 4 小题） 20．（1）电场力大小为 Eq，方向水平向右； （2）洛伦兹力大小为 Bqv，方向垂直纸面向里。 21．（1）小环带负电； （2）小环滑到 P 处时的速度为 ； 15：AC； 16：AD。 （3）小环滑到离 P 远处，环与杆之间没有正压力。 22．（1）滑块匀加速运动的时间 t 为 3s；匀加速结束时的速度 v1 为 6m/s； （2）滑块最终的速度 v2 为 10m/s； （3）木板最终加速度为 3m/s2； 23．（1）磁感应强度 B 的大小为 （2）场强 E 大小为 ； ，方向水平向右； （3）克服摩擦力做的功＝3μmgL。