2.4磁场对运动电荷的作用 每课一练(人教版选修1-1)

第二章磁场四、磁场对运动电荷的作用课时训练10 磁场对运动电荷的作用1.关于洛伦兹力的做功情况,正确的是( )A.洛伦兹力可能做正功B.洛伦兹力一定做功C.洛伦兹力可能做负功D.洛伦兹力一定不做功答案:D解析:因为洛伦兹力总与电荷运动方向垂直,所以只改变速度方向,而不改变速度大小,因此洛伦兹力永不做功.2.关于洛伦兹力方向的判定,以下说法正确的是( )A.用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷定向运动方向相同B.用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷运动形成等效电流方向相同C.正电荷在磁场中受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向D.若将在磁场中的运动电荷+q换为-q且速度方向反向,则洛伦兹力方向不变答案:BD解析:运用左手定则时,“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效电流方向,而不一定沿电荷定向运动方向,因为负电荷定向移动形成电流的方向与其运动方向反向.通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的关系可知:两者方向相互垂直,而不是相互平行.3.在你身边,若有一束电子从上而下运动,在地磁场的作用下,它将( )A.向东偏转B.向西偏转C.向北偏转D.向南偏转答案:B解析:此题关键要弄清地磁场的方向,再用左手定则判定.因为地磁场方向由地磁北极指向地磁南极,所以由地理南极指向地理北极,即在我们身边地磁场的水平分量水平向北.因此当电子由上而下运动时,由左手定则可以判知,电子受洛伦兹力方向向西,故应向西偏转,选项B正确.4.下列说法正确的是( )A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度D.磁场力与电荷运动方向及磁场方向一定都垂直答案:D解析:运动电荷的受力不仅与B、q、v的数值有关,还与B和v的方向有关;当v与B平行时,运动电荷受洛伦兹力为零,v与B垂直时受洛伦兹力最大,所以A、B项错;速度是矢量,洛伦兹力因为总与速度垂直,所以不改变其速度大小,但会改变速度方向,故C项错.5.如图所示,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点.为使电子束偏转,由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场.显像管原理示意图(俯视图)(1)如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?(2)如果要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向?答案:(1)偏转磁场应该竖直向上,(2)偏转磁场应该竖直向下.6.如图所示,如果在电子射线管上方平行于管轴放置一根载流导线,电流方向如图所示,电子射线将向什么方向偏转?电流反向后情况会如何?想一想为什么禁止将磁铁靠近正在播放节目的电视机?答案:向下偏转向上偏转电视机显像是靠电子轰击荧光屏产生的,磁场将影响电子运动的轨迹,影响图像质量.解析:首先据安培定则判定通电直导线在射线管处产生磁场的方向是垂直纸面向里,据左手定则可判断电子流受洛伦兹力向下(四指指电子运动的反方向).当电流反向后,磁场也反向,则受洛伦兹力反向,应由向下偏变为向上偏.7.下图中已经画出磁场方向和电荷的运动方向,请画出洛伦兹力方向.答案:解析:根据左手定则可以判定,甲图中洛伦兹力方向垂直纸面向外;乙图洛伦兹力方向向左;丙图洛伦兹力方向垂直速度方向斜向右下;丁图中洛伦兹力方向垂直纸面向里.。

第4讲磁场对运动电荷的作用题组一、洛伦兹力与左手定则1．下图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是()[答案] C[解析]选项A、B中电荷速度方向与磁感线方向平行，不受洛伦兹力，故选项A、B错误；由左手定则知C选项正确；选项D中负电荷受洛伦兹力向上，故D错误．2．一正电荷垂直射入匀强磁场中，其速度v的方向和受到的洛伦兹力F的方向如图2－4－3所示，则磁场方向()图2－4－3A．与F方向相同B．与F方向相反C．垂直纸面向外D．垂直纸面向里[答案] D[解析]根据左手定则可判断磁场方向垂直纸面向里．3．某种物质发射的三种射线在图2－4－4所示的磁场中分裂成①、②、③三束．那么在这三束射线中，带正电的是________，带负电的是________，不带电的是________．图2－4－4[答案]①③②[解析]②不偏转所以不受磁场力，故不带电①向左偏转由左手定则可知带正电．③向右偏转，由左手定则可知粒子带负电．4．如图2－4－5所示各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三个中的两个，试标出另一个的方向．图2－4－5[答案]见[解析][解析]用左手定则判断，对－q，四指应指向其运动方向的反方向．分别可得：(1)图中＋q 受洛伦兹力方向垂直于v斜向左；(2)图中－q受洛伦兹力方向垂直于v水平向左；(3)图中－q运动方向平行于斜面向下；(4)图中匀强磁场方向为垂直纸面向外．5．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[答案] B[解析]地球表面地磁场方向由南向北，质子带正电．根据左手定则可判定，质子在赤道上空竖直下落过程中受到的洛伦兹力方向向东，故选B.6．如图2－4－6所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子运动的速率均为v、电荷量均为q，试分析图中带电粒子所受洛伦兹力的方向．图2－4－6[答案](a)因为v⊥B，所以洛伦兹力方向与v垂直斜向左上(b)洛伦兹力方向垂直纸面向里(c)由于v与B平行，所以不受洛伦兹力作用(d)因为v⊥B，所以洛伦兹力方向与v垂直斜向左上题组二、洛伦兹力的综合应用7．如图2－4－7所示是一只阴极射线管，左侧不断有电子射出．若在管的正下方放一通电直导线AB，发现射线的径迹往下偏，则()图2－4－7A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．若要使电子管的径迹往上偏，可以通过改变AB中电流的方向来实现D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关[答案]BC[解析]因为AB中通有电流，所以阴极射线管中会有磁场．电子是因为在磁场中受到洛伦兹力的作用而发生偏转的．由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直于纸面向里，又根据安培定则可知，AB中的电流方向应是由B流向A，B正确，A错误；当AB中的电流方向由A流向B，则AB上方的磁场方向变为垂直于纸面向外，电子所受洛伦兹力变为向上，电子束的径迹会变为向上偏转，由以上可见粒子的运动径迹与AB中的电流方向有关，C正确，D错误．8．三个相同带电小球1、2、3，在重力场中从同一高度由静止开始落下，其中小球1通过一附加的水平方向匀强电场，小球2通过一附加的水平方向匀强磁场，设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1、E2和E3，不计空气阻力，则()A．E1＝E2＝E3B．E1>E2＝E3C．E1<E2＝E3D．E1>E2>E3[答案] B[解析]对2、3小球只有重力做功，根据动能定理知，E2＝E3.对小球1，电场力和重力对它都做正功，故E1>E2＝E3，B正确．9．如图2－4－8所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()图2－4－8A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动[答案] C[解析]由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线，与电子的运动方向平行，则电子在磁场中不受洛伦兹力，电子重力又不计，则电子做匀速直线运动．10．如图2－4－9所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直于纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力G a、G b、G c间的关系，正确的是()图2－4－9A．G a最大B．G b最大C．G c最大D．G b最小[答案]CD[解析]由带电油滴a静止知它不受洛伦兹力作用，故它所受的重力与电场力平衡，其受力如图(1)所示，所以它应带负电，且G a＝qE.①由于a、b、c三个油滴带等量同种电荷，所以b、c两油滴也带负电，所受的电场力方向竖直向上，大小都为F＝qE，由于b、c两带电油滴在磁场中匀速运动，它们还受到洛伦兹力作用，其受力如图(2)、(3)所示．由平衡条件，可得：b油滴：G b＋f＝qE，②c油滴：G c＝qE＋f′，③并且：f＝f′，④由①②③④式可以判断G c>G a>G b.。

第四节磁场对运动电荷的作用练习1．(多选)带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法正确的是()A．只要速度的大小相同，所受洛伦兹力大小就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变C．洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直D．粒子只受洛伦兹力作用时的动能不变解析：带电粒子平行于磁感线运动时，不受洛伦兹力的作用；垂直于磁感线运动时，所受洛伦兹力最大．所以，只有速度大小相同，带电粒子所受洛伦兹力大小不一定相同，故A选项错误．用左手定则判定洛伦兹力方向时，负电荷运动的方向跟正电荷运动的方向相反，故把＋q换成－q，且速度反向大小不变时，洛伦兹力的方向不变，速度方向与B的方向夹角也不变，故洛伦兹力的大小、方向均不发生变化，B选项正确．洛伦兹力的方向一定跟电荷速度方向垂直，但电荷进入磁场的速度方向可以是任意的，因而磁场方向与电荷的运动方向的夹角也可以是任意的，故C选项错误．洛伦兹力对运动电荷不做功，不改变运动电荷的动能(但洛伦兹力改变速度的方向)，故带电粒子只受洛伦兹力作用时动能不变，D选项对．答案：2．(单选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()A．此空间一定不存在磁场B．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行C．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直D．以上说法都不对解析：若电子穿过某一空间而未发生偏转，则可能是该区域没有磁场或电子速度方向与磁场方向平行，所以选项B正确．答案：B3．(多选)如果某运动电荷在某处受到洛伦兹力，则()A．该处的磁感应强度一定不为零B．该处的磁感应强度一定与该电荷的运动方向垂直C．该运动电荷可能做圆周运动D．该处的磁感应强度可能为零解析：只有v∥B时，＝0，不一定是v⊥B.该粒子可能在磁场中作匀速圆周运动．答案：4．(多选)如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是()解析：由左手定则可知选项A、C正确．答案：5．(单选)如下图所示，一带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时()A．v变大B．v变小C．v不变D．无法确定解析：考查左手定则．加上垂直纸面向外的磁场后，物体受到垂直斜面向下的力，支持力变大，摩擦力变大，克服摩擦力做功增多，末动能变小，速度变小．答案：B6．(单选)关于洛伦兹力的特点，下列说法错误的是()A．洛伦兹力既垂直于磁场方向又垂直电荷运动方向B．洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力C．当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力D．只要电荷放在磁场中，就一定受到洛伦兹力解析：当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力，所以C选项正确，D选项错误．答案：D7．(多选)关于安培力和洛伦兹力，下面的说法中正确的是()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．安培力能对通电导体做功，但洛伦兹力不能对运动电荷做功解析：安培力是洛伦兹力的宏观表现，其本质都是磁场对运动电荷作用，所以A错，B对，C错．洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向，所以不做功，而安培力却可以与运动方向不垂直，所以可以做功，D对．答案：8．(单选)一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响)，粒子将在管中()A．做圆周运动B．沿轴线来回运动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动解析：长螺线管中的磁场平行于螺线管中心轴线，所以带电粒子沿中轴线方向射入，则运动方向与磁场方向平行，带电粒子不受力，因此粒子将在管中做匀速直线运动，则D项正确．答案：D9．(单选)如下图所示，宇宙射线中存在高能带电粒子，假如大气层被破坏，这些粒子就会到达地球，从而给地球上的生命带来危害，根据地磁场的分布特点，判断下列说法中正确的是()A．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱B．地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极最弱C．地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同D．地磁场对宇宙射线无阻挡作用解析：当带电粒子的运动方向与磁感线的方向在一条直线上时，磁场对它没有作用力，当带电粒子的运动方向与磁感线的方向垂直时，磁场对它的作用力最大．根据地磁场的方向和宇宙射线的入射方向不难判定，选项B正确．答案：B10．(单选)图为磁流体发电机的示意图，流体中的正、负离子均受到匀强磁场的作用，向M、N两金属极板运动．下列说法正确的是()A．正离子向M极偏转，负离子向N极偏转B．正离子向N极偏转，负离子向M极偏转C．正、负离子均向N极偏转D．正、负离子均向M极偏转解析：正、负离子垂直进入磁场后受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可以判定出正离子向N极偏转，同理负离子向M极偏转．选项B正确．答案：B。

2.4磁场对运动电荷的作用练习题一、单选题1.在图中，标出了磁场B的方向、带电粒子的电性及运动方向，电荷所受洛仑兹力F的方向，其中正确的是()A. B. C. D.2.如图，MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板(粒子速率变小)，实线表示其运动轨迹，由图知( )A. 粒子带正电B. 粒子运动方向是abcdeC. 粒子运动方向是edcbaD. 粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长3.如图所示，一带负电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦兹力方向A. 向下B. 向上C. 指向S极D. 指向N极4.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电.让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.以下四个图中，磁场方向垂直纸面向里，大圆的半径是小圆半径的两倍，能正确表示两粒子运动轨迹的是()A. B.C. D.5.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义.从太阳和其他星体发射出的高能粒了流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用.如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图.现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表而垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这质子在进入地球周围的空间将A. 竖直向下沿直线射向地面B. 向东偏转C. 向西偏转D. 向北偏转6.如图所示，通电竖直长直导线的电流方向向上，初速度为υ0的电子平行于直导线竖直向上射出，不考虑电子的重力，则电子将A. 向右偏转，速率不变B. 向左偏转，速率改变C. 向左偏转，速率不变D. 向右偏转，速率改变7.关于带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是()A. 洛伦兹力的方向可以不垂直于带电粒子的运动方向B. 洛伦兹力力的方向总是垂直于磁场的方向C. 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向和磁场方向的夹角无关D. 仅将带电粒子的速度减半，洛伦兹力的大小变为原来的两倍8.如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )A. 向纸内偏转B. 向纸外偏转C. 向下偏转D. 向上偏转9.三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中，它们的运动轨迹分别如图所示.则A. 粒子a一定带负电B. 粒子b一定带正电C. 粒子c一定带负电D. 粒子b一定带负电10.来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光，带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就是产生奇异绚丽的光芒，形成极光。

第二章磁场四、磁场对运动电荷的作用课时训练10磁场对运动电荷的作用1.关于洛伦兹力的做功情况,正确的是()A.洛伦兹力可能做正功B.洛伦兹力一定做功C.洛伦兹力可能做负功D.洛伦兹力一定不做功答案解析:因为洛伦兹力总与电荷运动方向垂直,所以只改变速度方向,而不改变速度大小,因此洛伦兹力永不做功.2.关于洛伦兹力方向的判定,以下说法正确的是()A.用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷定向运动方向相同B.用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷运动形成等效电流方向相同C.正电荷在磁场中受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向D.若将在磁场中的运动电荷换为且速度方向反向,则洛伦兹力方向不变答案解析:运用左手定则时,“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效电流方向,而不一定沿电荷定向运动方向,因为负电荷定向移动形成电流的方向与其运动方向反向.通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的关系可知:两者方向相互垂直,而不是相互平行.3.在你身边,若有一束电子从上而下运动,在地磁场的作用下,它将()A.向东偏转B.向西偏转C.向北偏转D.向南偏转答案解析:此题关键要弄清地磁场的方向,再用左手定则判定.因为地磁场方向由地磁北极指向地磁南极,所以由地理南极指向地理北极,即在我们身边地磁场的水平分量水平向北.因此当电子由上而下运动时,由左手定则可以判知,电子受洛伦兹力方向向西,故应向西偏转,选项B正确.4.下列说法正确的是()A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度D.磁场力与电荷运动方向及磁场方向一定都垂直答案解析:运动电荷的受力不仅与B、q、v的数值有关,还与B和v的方向有关;当v与B平行时,运动电荷受洛伦兹力为零与B垂直时受洛伦兹力最大,所以A、B项错;速度是矢量,洛伦兹力因为总与速度垂直,所以不改变其速度大小,但会改变速度方向,故C项错.5.如图所示,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点.为使电子束偏转,由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场.显像管原理示意图(俯视图)(1)如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?(2)如果要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向?答案:(1)偏转磁场应该竖直向上,(2)偏转磁场应该竖直向下.6.如图所示,如果在电子射线管上方平行于管轴放置一根载流导线,电流方向如图所示,电子射线将向什么方向偏转?电流反向后情况会如何?想一想为什么禁止将磁铁靠近正在播放节目的电视机?答案:向下偏转向上偏转电视机显像是靠电子轰击荧光屏产生的,磁场将影响电子运动的轨迹,影响图像质量.解析:首先据安培定则判定通电直导线在射线管处产生磁场的方向是垂直纸面向里,据左手定则可判断电子流受洛伦兹力向下(四指指电子运动的反方向).当电流反向后,磁场也反向,则受洛伦兹力反向,应由向下偏变为向上偏.7.下图中已经画出磁场方向和电荷的运动方向,请画出洛伦兹力方向.答案:解析:根据左手定则可以判定,甲图中洛伦兹力方向垂直纸面向外;乙图洛伦兹力方向向左;丙图洛伦兹力方向垂直速度方向斜向右下;丁图中洛伦兹力方向垂直纸面向里.。

四、磁场对运动电荷的作用一、单项选择题Ⅰ1．下列说法正确的是（)A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度D．洛伦兹力对带电粒子不做功2．下列哪种力是洛伦兹力( ）A．电荷间的相互作用力B．电场对电荷的作用力C．磁铁对小磁针的作用力D．磁场对运动电荷的作用力3．如图2－4－3所示，有一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力)，则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小和方向是( ）图2－4－3A.错误!，竖直向上B.错误!，水平向左C．Bv,垂直纸面向里D．Bv，垂直纸面向外4．下列说法正确的是( )A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力可以改变带电粒子的动能D．洛伦兹力对带电粒子不做功5．从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用,将会偏向（）A．南方B．北方C．上方D．下方6．以下说法正确的是( )A．电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力B．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C．某运动电荷在某处未受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定为零D．洛伦兹力可改变运动电荷的动量7．如图2－4－4所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则（)图2－4－4A．板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点B．板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点C．板右侧聚集较多电子,使a点电势高于b点D．板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点8．一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，那么（)A．这个空间一定没有磁场B．这个空间可能没有磁场C．这个空间一定有方向与电流方向平行的磁场D．这个空间可能有方向与电流方向垂直的磁场9．长直导线AB附近有一带电的小球，由绝缘丝线悬挂在M点，当AB中通以如图2－4－5所示的恒定电流时，下列说法正确的是( )图2－4－5A．小球受磁场力作用,方向与导线垂直指向纸里B．小球受磁场力作用，方向与导线垂直指向纸外C．小球受磁场力作用，方向与导线垂直向左D．小球不受磁场力作用10．一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现在将磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力（）A．增大两倍B．增大一倍C．减小一半D．仍为零二、单项选择题Ⅱ11．如图2－4－6所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹往下偏，则( )图2－4－6A．导线中的电流从A流向BB．导线中的电流从B流向AC．若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中的电流大。

带电粒子在磁场一、运动电荷在磁场中的运动运动电荷在磁场中的运动规律只有磁场时，若带电粒子进入磁场的初速度与磁场平行，则不受洛伦兹力作用,带电粒子仍做匀速直线运动;只有当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，粒子在洛伦兹力作用下才做匀速圆周运动。

安培力是洛伦兹力的宏观表现,因而洛伦兹力的方向仍由左手定则判定，只是注意:四指的指向为正电荷运动方向或负电荷运动的反方向.由于洛伦兹力与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力不做功.当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力为带电粒子做匀速圆周运动提供向心力,即r v m qvB f 2==。

由此得出粒子的回旋半径：qBmv r =；回旋周期：qBm T π2=。

注意:从半径公式可以看出，同一带电粒子在同一磁场中运动，速度越大，轨道半径越大;从周期公式可知，同一带电粒子在同一磁场中运动，不论速度多大，周期都一样。

确定带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径和运动时间的方法解决在洛伦兹力作用下带电粒子在磁场中的匀速圆周运动问题时，要注意以下三点： ①圆心的确定。

因为v f ⊥，只要画出轨迹中的任意两点（一般是射入与射出有界磁场的两点)的洛伦兹力的方向，其延长线的交点即为圆心；②半径的计算.一般是利用几何知识解直角三角形求出;③带电粒子在磁场中运动时间的确定。

利用圆心角与弦切角的关系或四边形内角和等于360°计算圆心角θ，再由公式T t ︒=360θ求运动时间。

【例1】磁流体发电机原理图如右。

等离子体高速从左向右喷射,两极板间有如图方向的匀强磁场。

该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少?解：由左手定则,正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。

所以上极板为正。

正、负极板间会产生电场。

当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向时，达到最大电压:U=Bdv 。

当外电路断开时，这也就是电动势E 。

当外电路接通时,极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负离子又将发生偏转。

2.4 磁场对运动电荷的作用同步练习一、单选题1.1.如图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】根据左手定则可知：A图中洛伦兹力方向应该向上，故A错误；B图中电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系符合左手定则，故B正确；C图中洛伦兹力方向应该向里，故C错误；D图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故D错误。

本题选不正确的，故选ACD。

【点睛】带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力方向由左手定则进行判断，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线进入手心，并使四指指向正电荷运动方向或者负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．2.2.如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示不计重力空气阻力，则下列说法中正确的是A. 甲带负电荷，乙带正电荷B. 洛伦兹力对甲乙均做正功C. 甲的速率大于乙的速率D. 甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间【答案】C【解析】【详解】在P点，速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则，甲带正电荷；同理，在P 点，乙受向右的洛伦兹力，速度向下，磁场向外，根据左手定则，乙带负电荷；故A错误；根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，故洛伦兹力永不做功，故B错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：，故，由于q、m、B均相同，甲的轨道半径大，说明甲的速度也大，故C正确；周期，由于，故；由于q、m、B均相同，故时间相等，故D错误；故选C．3.3.学研究中经常利用磁场来改变带电粒子的运动状态现有两个速率相同的质子分别在磁感应强度大小为、的匀强磁场中做匀速圆周运动已知，下列说法正确的是A. 两质子所受洛仑兹力大小之比：：2B. 两质子加速度的大小之比：：1C. 两质子运动的轨道半径之比：：1D. 两质子运动的角速度之比：：1【答案】B【解析】【详解】洛仑兹力，因为两质子带电量q和速率v都相同，则：：：1，A错误；向心加速度，：：1，两质子质量m相同，则：：：1，B正确；做匀速圆周运动的轨迹半径，因为两质子带电量q、速率v和质量m都相同，则，C错误；做匀速圆周运动的角速度，因为两质子的速率v相同，则，D错误；故选B．【点睛】本题考查带电粒子在磁场中的运动，解题关键是会计算洛伦兹力，掌握匀速圆周运动各物理量之间的关系．但要特别注意洛伦兹力公式F=qvB的使用前提，不可随意套用．4.4.如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以速度从A点沿直径AOB 方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，已知OC与OB成角现将该带电粒子的入射速度大小变为，仍从A点沿原方向射入磁场，结果发现粒子在磁场中的运动时间是2t，则是的多少倍？学_ _ ...学_ _ ...学_ _ ...学_ _ ...A. 2B.C. 3D.【答案】D【解析】【详解】设圆形磁场区域的半径是R，以速度射入时，半径，根据几何关系可知，，所以；运动时间；则第二次运动的时间为：，因此第二次射入时的圆心角为，即为，根据几何关系可知：；以速度射入时，半径，所以；故选D．【点睛】带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径，同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题．5. 带电粒子在匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变，重力忽略不计），轨道如图中曲线abc所示.则该粒子（）A. 带负电，运动方向a→b→cB. 带负电，运动方向c→b→aC. 带正电，运动方向a→b→cD. 带正电，运动方向c→b→a【答案】A【解析】试题分析：带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则半径减小，即可由轨迹分析粒子入射的方向．由左手定则判断电荷的电性．解：据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式得知，粒子的半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从a到b再到c．在a处，粒子所受的洛伦兹力向右，由左手定则判断可知，该粒子带负电．所以选项A正确．故选：A【点评】本题只要掌握带电粒子在磁场中匀速圆周运动的半径和左手定则就能正确解答．6.6.正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个粒子不计重力以一定速度从AB边的中点M沿既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从AD边的中点N射出若将磁感应强度B变为原来的2倍，其他条件不变，则这个粒子射出磁场的位置是A. A点B. ND之间的某一点C. CD之间的某一点D. BC之间的某一点【答案】A【解析】试题分析：粒子射入磁场中做匀速圆周运动，第一次轨迹的圆心在N点，半径为正方形边长的，若将磁感应强度B变为原来的2倍，根据半径公式R=可知，半径变为正方形边长的，由几何知识得知，粒子转动半周从A点射出磁场．故A正确，BCD错误．故选A考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．7. 如图所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛仑兹力的实验装置，图上管中虚虚线是电子的运动轨迹，那么下列相关说法中正确的有（）A．阴极射线管的A端应接正极B．C端是蹄形磁铁的N极C．无法确定磁极C的极性D．洛仑兹力对电子做正功【答案】B【解析】解：A、如图，电子从A极射向B极，电子带负电，则B端应接正极，A端应接负极．故A错误．B、C电子束向下偏转，洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断可知，C端是蹄形磁铁的N极．故B正确，C错误．D、洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直，不做功．故D错误．故选B．【点评】本题考查对阴极射线管结构、特性及左手定则理解和应用能力．左手定则应用时要注意四指指向负电荷运动的反方向．二、多选题8.8.关于洛伦兹力的特点下列说法正确的是( )A. 洛伦兹力既垂直磁场方向又垂直电荷运动方向B. 洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力C. 当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力D. 只要电荷放在磁场中，就一定受到洛伦兹力【答案】ABC【解析】A、根据左手定则洛伦兹力既垂直磁场方向又垂直电荷运动方向，故A正确；B、洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力，静止的电荷不会受到洛伦兹力．故B正确；C、当电荷运动方向和磁场方向相同或相反的时候，电荷不受洛伦兹力，故C正确；D、静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力，当电荷运动方向与磁场方向平行时，也不受洛伦兹力，故D错误．故选ABC.【点睛】洛伦兹力由左手定则来确定，其方向垂直与磁场、运动电荷的方向．且电荷在磁场中的运动关系决定了洛伦兹力是否存在，或大小．9.9.如图所示，在xoy平面的第Ⅰ象限内存在垂直xoy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，两个相同的带电粒子以相同的速度先后从y轴上坐标的A点和B点坐标未知垂直于y轴射入磁场，在x轴上坐标的C点相遇，不计粒子重力及其相互作用根据题设条件可以确定A. 带电粒子在磁场中运动的半径B. B点的位置坐标为C. 两个带电粒子在磁场中运动的时间D. 带电粒子的质量【答案】ABC【解析】【详解】已知粒子的入射点及入射方向，同时已知圆上的两点，根据入射点速度相互垂直的方向及AC连线的中垂线的交点即可明确粒子运动圆的圆心位置；由几何关系可知AC长为；，则；因两粒子的速度相同，且是同种粒子，则可知，它们的半径相同；即两粒子的半径均可求出；同时根据几何关系可知A对应的圆心角为，B对应的圆心角为；即可确定对应的圆心角，则由即可以求得转动的时间；由几何关系可求得B点对应的坐标；故ABC正确；根据洛伦兹力充当向心力可求出对应的比荷，但由于电量未知，故无法求出粒子的质量，故D错误．故选ABC．【点睛】本题考查带电粒子在磁场中的运动，要注意明确几何关系的正确应用，并能正确根据洛仑兹力充当向心力来确定其他相应的物理量．10. 在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光”．“极光”是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假如我们在北极地区忽然发现正上方的高空出现了射向地球的沿顺时针方向生成的紫色弧状极光(显示带电粒子的运动轨迹)．则关于引起这一现象的高速带电粒子的电性及弧状极光的弯曲程度的说法中，正确的是( )A. 高速粒子带负电B. 高速粒子带正电C. 轨迹半径逐渐减小D. 轨迹半径逐渐增大【答案】BC【解析】试题分析：地理的北极为地磁的南极，所以在北极存在竖直向下的磁场，因为从地面上看为顺时针方向运动，根据左手定则可得粒子带正电，因为空气阻力的存在，速度变小，即动能变小，根据公式可得运动半径减小，故BC正确考点：考查了带电粒子在磁场中的运动11.11.如图所示，用绝缘细丝线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做往复运动，则A. 在左右两个最高点，小球所受合力相等B. 当小球每次通过平衡位置时，速度相同C. 当小球每次通过平衡位置时，丝线的拉力相同D. 当小球每次通过平衡位置时，动能相同【答案】AD【解析】【详解】在左右两个最高点，速度为零，则洛伦兹力为零，小球只受重力和绳子拉力，且重力沿绳子方向的分力与拉力相等，合力均等于重力在切线方向的分力，即大小相等，故A正确；小球在运动的过程中，只有重力做功，根据动能定理得，每次经过平衡位置时，动能相同，故速度大小相同，但速度的方向不同，所以速度不同，故B错误，D正确．当小球向右通过平衡位置时，根据牛顿第二定律有：，所以．当小球向左通过平衡位置时，根据牛顿第二定律有：，则，因为洛伦兹力相等，所以向左通过平衡位置时的拉力大于向右通过平衡位置时的拉力，故C错误．故选AD．12.如图1所示，匀强磁场的方向竖直向下．磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．试管在水平拉力F作用下向右匀速运动，带电小球能从管口处飞出．关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确是 ( )A. 小球带负电B. 洛伦兹力对小球做正功C. 小球运动的轨迹是一条抛物线D. 维持试管匀速运动的拉力F应保持恒定【答案】C【解析】小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电．故A正确．设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动．小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动．与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线．故C正确．设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B，v2增大，则F2增大，管壁对小球的作用力向右，故试管对小球做正功；拉力F=F2，则F逐渐增大．故B正确，D错误．此题选择错误的选项，故选D.点睛：本题中小球做类平抛运动，其研究方法与平抛运动类似：运动的合成与分解，其轨迹是抛物线．本题采用的是类比的方法理解小球的运动。

2.4-2.5磁场对运动电荷的作用磁性材料每课一练（人教版选修1-1）一、选择题1.(2013·长沙高二检测)关于洛伦兹力的下列说法中正确的是( )A.洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向但不一定垂直电荷运动的方向B.洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向,所以它对电荷永远不做功C.在磁场中,静止的电荷不受洛伦兹力,运动的电荷一定受洛伦兹力D.运动电荷在某处不受洛伦兹力,则该处的磁感应强度一定为零2.(2012·湖南学业水平考试真题)关于电荷在电场或磁场中的受力情况,下列说法正确的是( )A.电荷在电场中一定受电场力B.电荷在磁场中一定受洛伦兹力C.电荷在电场中受电场力的方向一定与电场方向相同D.电荷在磁场中受洛伦兹力的方向一定与磁场方向相同3.试判断下列图中带电粒子所受洛伦兹力的方向向上的是( )4.(2013·湘潭高二检测)每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义。

假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来(如图所示,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地球北极),在地球磁场的作用下,它将( )A.向东偏转B.向南偏转C.向西偏转D.向北偏转5.如图所示,带电粒子垂直进入匀强磁场。

下列判断正确的是( )A.粒子向左偏转B.粒子向右偏转C.粒子垂直纸面向里偏转D.粒子垂直纸面向外偏转6.一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则( )A.此空间一定不存在磁场B.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向平行C.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向垂直D.此空间可能有电场,方向与电子速度垂直7.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。

如图所示,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间,可以观察到电子束偏转的方向是( )A.向上B.向下C.向左D.向右8.一块磁铁从高处掉到地上,虽然没有断,但磁性变弱了,这是因为( )A.磁铁被磁化了B.磁铁因剧烈震动而退磁了C.磁铁是非磁性物质D.磁铁是软磁性材料二、填空题9.磁化和退磁的过程,实质是物质内部重新排列和打乱的过程,如果排列有序,对外显示出磁性,否则,对外显示无磁性。