1.2 磁场对运动电荷的作用力 一、选择题（共 15 题） 1．关于电荷在电场和磁场中受力情况，以下表述错误的是 A．电荷在电场中一定受电场力 B．静止电荷在磁场中不受磁场力，运动电荷在磁场中一定受磁场力 C．运动电荷在磁场中也可以不受磁场力 D．电荷所受磁场力的方向一定与磁场的方向垂直 2．有关静电场和磁场的说法正确的是（　　） A．电场线和磁感线虽然都无法看到，但都是真实存在的 B． E F F B q和 IL 都是比值定义式 C．电场线从正电荷出发到负电荷终止，磁感线从 N 极出发到 S 级终止 D．电场和磁场对进入其中的运动电荷都有力的作用 3．下列说法不正确的是（　　） A．电子伏是能量单位，1eV=1.60×10-19J B．电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本量大小的物理量 C．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作 D．电荷在电场中一定会受到电场力作用，电荷在磁场中不一定会受到洛伦兹力的作用 4．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会受静电力，静电力的方向与该处电场强度的方向相同 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．电荷放入磁场中就会受到洛伦兹力，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直 D．当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到的洛伦兹力最大，方向与磁场方向垂直 5．如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的 洛仑兹力方向标示正确的是（ ） A． B． C． D． 6．有关力和运动的关系的问题，下列说法正确的是（　　） A．滑动摩擦力的方向可以跟运动方向成任意夹角，但一定与相对运动方向相反 B．物体因受力而运动，运动方向与受力方向一定相同 C．运动电荷不可能受到静电力的作用 D．运动电荷在磁场中一定受到洛伦慈力的作用 7．下列说法正确的是（ ） A．电荷在电场中某处不受电场力，则该处的电场强度一定为零 B．电荷在电场中某处不受电场力，则该处的电势一定为零 C．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛仑兹力的作用 D．运动电荷在磁场中某处不受洛仑兹力，则该处的磁感应强度一定为零 8．如图所示，在示波管的正上方有一根直导线，导线中通以如图所示的电流时，示波管中的电子束将 （电子的初速度方向与直导线平行） A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转 9．如图所示是表示电荷运动方向 v、磁感应强度 B 和电荷所受的洛伦兹力 F 的相互关系图，四个图均为立 体图且 B、v、F 两两相互垂直，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示，在 a、b、c、d 处放置四根通电导体，四根导体与纸面垂直，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。则通过正方形中心 O 处垂直纸面向里运动的电子所受磁场力的方向是 A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 11．如图所示,三根通电长直导线 P, Q, R 互相平行,垂直纸面放置,其间距均为 a ,电流强度均为 I ,方向垂直纸 kI 面向里(已知电流为 的长直导线产生的磁场中,距导线 处的磁感应强度 B  r ,其中 k 为常数).某时刻有一 r I 电子(质量为 m 、电量为 e )正好经过原点 O ,速度大小为 v ,方向沿 y 轴正方向,则电子此时所受磁场力为( 2evkI A．方向垂直纸面向里,大小为 3a 2evkI B．方向指向 x 轴正方向,大小为 3a ) evkI C．方向垂直纸面向里,大小为 3a evkI D．方向指向 x 轴正方向,大小为 3a 12．为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速．假 设海洋某处地磁场竖直分量为 B=0.5×10－4T，水流是南北流向，如图所示，将两电极竖直插入此处海水 中，且保持两电极的连线垂直水流方向．若两电极相距 L=10m，与两电极相连的灵敏电压表读数为 U=2.5mV，则海水的流速大小为（ ） A．10m/s B．0.5m/s C．5m/s D．2.5m/s 13．如图所示，在光滑绝缘倾角为  的长斜面上有一个带电荷量为 q 、质量为 m 的带电小滑块正在沿斜面 向下滑动，某时刻速度为 A．小滑块经过时间 B．小滑块经过时间 v0 ，此时加上平行斜面垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场，从此时开始 t v0 g sin  离开斜面 t v0 m cos   qB sin  g sin  离开斜面 v02 m 2 g 2 sin   2 2 2 g sin  C．小滑块在斜面上运动的位移大小为 2q B v02 m 2 g cos 2   2 2 D．小滑块在斜面上运动的位移大小为 2q B sin  2 g sin  14．如图所示，用细线吊一个质量为 m 的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计。小球分别 从 A 点和 B 点向最低点 O 运动，当小球两次经过 O 点时（　　） A．小球的动能相同 B．细线所受的拉力相同 C．小球所受的洛伦兹力相同 D．小球的向心加速度大小相同 15．如图所示，半径为 R 的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，半圆的左边 垂直 x 轴放置一粒子发射装置，在  R �y �R 的区间内各处均沿 x 轴正方向同时发射出一个带正电粒子， 粒子质量均为 m、电荷量均为 q、初速度均为 v，重力及粒子间的相互作用均忽略不计，所有粒子都能到达 y 轴，其中最后到达 y 轴的粒子比最先到达 y 轴的粒子晚 Vt 时间，则 ( 　　 ) mv R� qB A．磁场区域半径 R 应满足 B．有些粒子可能到达 y 轴上相同的位置 C． D． Vt  m R qBR  sin  qB v ，其中角度  的弧度值满足 mv Vt  m R  qB v 二、填空题 16．从 1405—1433 年，出生于云南的航海家郑和先后 7 次下西洋．在一望无际的茫茫大海中，利用指南针 导航．指南针指南的一端是________极(选填“N”或“S”)；洛仑兹力是磁场对________电荷的作用；如图所 示是一带正电的粒子在磁场中的运动情况，粒子所受洛仑兹力的方向向_________． 17．图中+q 受洛仑兹力，（1）水平向外的是图____ ；（2）竖直向上的是图____ ；（3）竖直向下的是图 ____ ． 18．如图所示，在 x 轴上方存在磁感应强度为 B 的垂直于纸面向里的匀强磁场，一个电子（电荷量为 q） 从 x 轴上的 O 点以速度 v 斜向上射入磁场中，速度方向与 x 轴的夹角为 45°．电子进入磁场瞬间受到______ （填“洛伦兹力”或“安培力”），其大小为______． 19．试判断下图中带电粒子在图示位置受到的洛伦兹力的方向：甲：_________;乙：_________；丙：____ __；丁：____________。 三、综合题 20．如图所示，x 轴上放有一足够大的荧光屏，y 轴上（0，L）处有一个点状的  粒子放射源 A，某瞬间 同时向 xoy 平面内各个方向发射速率均为 v0 的  粒子（不计重力），设  粒子电量为 q，质量为 m，求： （1）当空间中只存在平行 xoy 平面沿 y 轴负方向的匀强电场时，最后到达荧光屏的  粒子在电场中的运动 时间为最先到达荧光屏的  粒子在电场中运动时间的 3 倍，求电场强度． （2）当空间中只存在垂直 xoy 平面向里的匀强磁场且磁感应强度 B mv0 qL 时，最先到达荧光屏的  粒子在 磁场中的运动时间与最后到达荧光屏的  粒子在磁场中运动时间的比值为多少． 21．在如图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度大小均为 B，带电粒子的速率均为 v，带电荷量均为 q， 试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并说明洛伦兹力的方向。 （1） （2） （3） （4） 22．如图所示，绝缘粗糙的竖直平面 MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向 右，电场强度大小为 E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B．一质量为 m、电荷量为 q 的带正 电的小滑块从 A 点由静止开始沿 MN 下滑，到达 C 点时离开 MN 做曲线运动。A、C 两点间距离为 h，重力 加速度为 g。 （1）求小滑块运动到 C 点时的速度大小 vC； （2）求小滑块从 A 点运动到 C 点过程中克服摩擦力做的功 Wf。 23．如图，一段横截面积为 S 、长为 L 的直导线，单位体积内有 n 个自由电子，电子电量为 e .该导线通有 电流时，假设自由电子定向移动的速率均为 v 。将导线放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，且电流方向 与 B 垂直。导线所受安培力大小为 F安 ，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为 F 。 （1）求 t 时间内通过导体横截面的电流； （2）推导 F安  F 。 参考答案： 1．B 【详解】 试题分析：电荷在电场中一定受电场力，选项 A 正确；静止电荷在磁场中不受磁场力，运动电荷在磁场中 当速度方向与磁场平行时不受磁场力，选项 BC 错误； 电荷所受磁场力的方向一定与磁场的方向垂直，选 项 D 正确；此题选择错误的选项，故选 B． 2．B 【详解】 A．电场线和磁感线是人们为了形象地描述电场和磁场而引入的线，它不是真实存在的曲线；故 A 错误； B． E F F B q和 IL 都是比值定义式，故 B 正确； C．电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；在磁体外部磁感线从磁体的 N 极发出到 S 极，在磁体的内部，磁感线从 S 极到 N 极，故 C 错误； D．电场对进入其中的电荷一定有力的作用，磁场对进入其中的运动电荷不一定有力的作用，当电荷的运 动方向与磁场平行时不受磁场力作用，故 D 错误。 故选 B。 3．C 【详解】 A．根据电场力做功公式公式 W  qU 得 1eV=1.6×10-19×1J=1.6×10-19J A 正确，不符合题意； B．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源的电动势大，该电源把其他能转化成 电能的本领大，B 正确，不符合题意； C．有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用合金材料制作，C 错误，符合题意； D．电荷在电场中一定会受到电场力作用，而电荷在磁场中不一定会受到洛伦兹力的作用，如电荷静止在 磁场中或运动方向与磁场平行时均不受磁