1.2 洛伦兹力随堂练习—2021-2022 学年高中物理鲁科版（2019）选择性必 修第二册 一、选择题（共 16 题） 1. 如图所示，仅在 点沿与 y A 点沿 A． 2t 5 xOy 坐标系第一象限内有方向垂直纸面向里的匀强磁场。某离子从 轴正方向成 x ∘ θ=30 射入磁场，经过时间 t 后垂直 x y 轴上 A 轴射出磁场。若该离子从 轴正方向以同样的速度射入磁场，则该离子在磁场中运动的时间为 B． 3t 5 C． 2t 3 D． 4t 5 2. 如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中 电场强度大小为 E1 ，磁感应强度大小为 圆弧，圆弧的半径（ OP ）为 B 1 、方向垂直纸面向里静电分析器通道中心线为 R ，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为 磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为 以速度 v B 沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由 终打到胶片上的 Q 点，不计粒子重力。下列说法正确的是 1 4 E ， 、方向垂直于纸面向外。一带电粒子 P 点垂直边界进入磁分析器，最 P1 的电势比极板 A．速度选择器的极板 B．粒子的速度 v= P2 的低 B1 E1 2 C．粒子的比荷为 E1 2 ER B1 D．P、Q 两点间的距离为 2 ER B 2 E21 B1 3. 在下面的四个图中，前两幅表示通电直导线所受安培力 之间的关系，后两幅表示运动电荷所受洛伦兹力 向之间的关系，其中正确表示这三个方向关系的是 A． C． B． D． f F 、磁感应强度 、磁感应强度 B B 与电流 与电荷运动方向 I 三者方向 v 三者方 4. 如图所示，带电粒子（不计重力）以速度 v 沿垂直于磁场的方向进入一匀强磁场，在磁场中做匀速圆 R ，周期为 周运动。设粒子做匀速圆周运动的轨迹半径为 T 。如果仅增大粒子的入射速度 v ， 下列说法正确的是 A． R 增大 B． 5. 在垂直纸面向外的匀强磁场 R B 减小 C． 中，有不计重力的 T 增大 a 、 D． b T 减小 两个带电粒子，在纸面内做匀速圆周 运动，运动方向和轨迹示意如图所示。下列说法正确的是 A． a 、 b 两粒子所带电性相同 C． a 粒子运动的速率较大 D． B． a a 粒子所带的电荷量较大 粒子所做圆周运动的周期较长 6. 在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度 2 倍的匀强磁场，则 A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子速率不变，轨道半径减半 C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的 1 4 D．粒子速率不变，周期不变 7. 如图所示，虚线 MN 上边区域存在磁感应强度为 2B 的匀强磁场，下边存在磁感应强度为 B 的匀强磁场，从虚线上 线夹角为 A A MN 的匀强磁场，从虚线上 30 ∘ m 、电荷量为 q 的带电粒子，速度为 A B．在 mv 2 qB A 点左侧处 D．在 A 点右侧处 2B 上边区域存在磁感应强度为 A 点发出一质量为 m A 点 点左侧处 B．在 mv 2 qB A D．在 A 点间的位置关系是 3 mv qB −q 的带电粒子，速度为 A 为 mv qB 点右侧处 3 mv qB Aʹ 之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为 ℎ 、厚度为 说法中正确的是 d ，通有电流 v ，与 点间的位置关系是 9. 如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面 表面 B 的匀强磁场，下边存在磁感应强度为 、电荷量为 点左侧处 A v ，与虚 mv qB ，经过两个磁场区域后再次回到虚线某位置，则该位置与 A．还能回到 C．在 点 点左侧处 8. 如图所示，虚线 虚线夹角为 点发出一质量为 30∘ ，经过两个磁场区域后再次回到虚线某位置，则该位置与 A．还能回到 C．在 A A 和下 B ，金属板宽度 I ，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为 U 。则下列 A．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下 A B．达到稳定状态时，金属板上表面 d C．只将金属板的厚度 D．只将电流 I 的电势高于下表面 Aʹ 的电势 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为 减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为 U 2 U 2 10. 如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向 右，则向右发射的阴极射线（电子束）将会 A．向上偏转 B．向下偏转 B 11. 如图所示，在磁感应强度为 线。设单位长度导线中有 平均速率为 n C．向纸内偏转 匀强磁场中，有一段静止的长为 L 的通电导线，磁场方向垂直于导 个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为 v 。下列选项正确的是 A．导线中的电流大小为 D．向纸外偏转 nLqv B．这段导线受到的安培力大小为 nLqvB C．沿导线方向电场的电场强度大小为 vB D．导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为 qvB q ，它们沿导线定向移动的 12. 如图四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度 B 的方向、带正电的粒子在磁场中速度 v 的方向和其 所受洛伦兹力 f A． ¿ 的方向，其中正确表示这三个方向关系的图是 ¿ 　　 ¿ B． C． D． 13. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东， 不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确 的是 A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向与地面平行 D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 14. 一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可近 似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变），则从图中情况可 以确定 A．粒子从 a C．粒子从 b 到 a ，带正电 D．粒子从 b 到 a ，带负电 15. 初速度为 v0 到 b ，带正电 B．粒子从 a 到 b ，带负电 的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子初速度方向如图， 则 A．电子将向左偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变 C．电子将向右偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 16. 初速度为 v 的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如 图所示，则 A．电子将向右偏转，洛伦兹力大小不变 B．电子将向左偏转，洛伦兹力大小改变 C．电子将向左偏转，洛伦兹力大小不变 D．电子将向右偏转，洛伦兹力大小改变 二、填空题（共 5 题） 17. 如图所示，阴极射线管（ A 在直流高压电源的 上”“向下”或“不”）。 为其阴极）放在蹄形磁铁的 N 、 S 两极间，射线管的 极（选填“正极”或者“负极”）。此时，荧光屏上的电子束运动轨迹 A 极接 偏转（选填“向 18. 图甲为洛伦兹力演示仪的照片，图乙为其结构图。用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的偏转。调节 励磁线圈的电流和电子的加速电压，在玻璃泡内观察到电子束形成的圆形径迹。若使励磁线圈的电流增大 一些，而电子的加速电压不变，可观察到电子束形成的圆形径迹的半径 （填“变大”或“变小”），若使电 子的加速电压增大一些，而励磁线圈的电流不变，可观察到电子束形成的圆形径迹的半径 （填“变大”或 “变小”）。 19. 如图所示，将截面为正方形的真空腔 具有不同速率的电子由小孔 射出的电子的速率之比 20. 一质量为 a 沿 abcd ab 放置在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。若有一束 方向射入磁场，打在腔壁上被吸收，则由小孔 ；通过磁场的时间之比为 c 和 d 。 9.0 ×10− 31 kg ，电量大小为 1.6 ×10− 19 c 的电子以 1.0 ×107 m/s 的速度沿垂直于磁 场的方向进入磁感应强度大小为 m ，周期为 的匀强磁场中，则电子做匀速圆周运动的轨迹半径大小为 s 。（计算结果保留两位有效数字） 21. 如图所示，电子射线管（ A 电子束运动径 0.625 T 为其阴极），放在蹄形磁铁的 N ， S 两极间，此时，荧光屏上的 偏转（“向上”、“向下”“不”）。 三、解答题（共 6 题） 22. 如图所示，从离子源产生的某种离子，由静止经加速电压 M U 加速后在纸面内水平向右运动，自 点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为 v ，并在磁场边界的 直。已知离子射入磁场的速度大小为 N B ，磁场左边界竖 点射出；不计重力影响和离子间的相 互作用。 (1) 判断这种离子的电性； (2) 求这种离子的荷质比 (3) 求 MN 之间的距离 q m ； d 。 23. 如图所示，垂直纸面放置的两块平行正对金属板，板间距离为 d ，两板中心各有一个小孔，两板间电 场可视为匀强电场。金属板上方有垂直纸面的匀强磁场。电荷量为 q 质量为 静止开始从正极板的中心小孔出发，经电场加速后由负极板中心小孔射出，从 进入磁场做匀速圆周运动，最后从 N 点以速度 v m 的带正电的粒子由 M 点垂直于 MN 离开磁场。粒子所受重力及空气阻力均可忽略不 计。 (1) 求匀强电场场强的大小 (2) 若测得 MN E ； L ，求： 两点间距离为 i 匀强磁场的磁感应强度 B ； ii 带电粒子从 M 运动到 24. 如图所示，质量为 m 、电荷量为 为 B N 的过程所受磁场力的冲量 q 的带电粒子，以初速度 I 的大小。 v 沿垂直磁场方向射入磁感应强度 的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。