安培力和洛伦兹力检测试题
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物理测试卷(安培力和洛伦兹力)
试题容安培力和洛伦兹力
一、选择题(20*2=40分)
1、如图所示，长为2l的直导线拆成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的
磁感应强度为B，当在该导线以大小为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（ C ）
A．0 B．0.5BIl C．BIl D．2Bil 2、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（ D ）
3、对磁感应强度的定义式的理解，下列说确的是（ C ）
A．磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积成反比
B．公式表明，磁感应强度B的方向与通电导体的受力F的方向相同2
C．磁感应强度B是由磁场本身决定的，不随F、I及L的变化而变化
D．如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F等于0，则该处的磁感应强度也等于0
4、如图2所示，矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面，直导线中的电流方由M到N，导线框的ab边
与直导线平行。
若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用，则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是（BD ）
A．导线框有两条边所受安培力的方向相同
B．导线框有两条边所受安培力的大小相同
C．导线框所受的安培力的合力向左
A．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零
B．一小段通电导体在磁场中某处受到的磁场力越小，说明该处的磁感应强度越小
C．磁场中某点的磁感应强度方向，就是放在该点的一小段通电导体所受磁场力方向
D．磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的通电导线所受磁场力无关
11、在下四图中，标出了匀强磁场B的方向、通电直导线中电流I的流向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是（AC ）
12、如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。
线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=1350。
流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。
导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（ A ）
A．方向沿纸面向上，大小为（+1）ILB
B．方向沿纸面向上，大小为（-1）ILB
C．方向沿纸面向下，大小为（+1）ILB
D．方向沿纸面向下，大小为（-1）ILB
13、如图2所示，一个带正电的粒子沿x轴正向射入匀强磁场中，它所受到的洛伦兹力方向沿y轴正向，则磁场方向( D ).
A.一定沿z轴正向
B.一定沿z轴负向
C.一定与xOy平面平行且向下
D.一定与xOz平面平行且向下
14、如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面为一正方形的匀强磁场区,在从ab边离开磁场的电子中，下列判断正确的是（AD ）
A．从b点离开的电子速度最大
B．从b点离开的电子在磁场中运动时间最长
C．从b点离开的电子速度偏转角最
大
D．在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合
15、带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图3所示，所受的重力和洛仑兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间，带电质点将（ C ）
A．可能做直线运动
B．可能做匀减速运动
C．一定做曲线运动
D．可能做匀速圆周运动
16、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．右图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说确的是( A )
A．粒子先经过之a点，再经过b点
B．粒子先经过b点，再经过a点
C．粒子可能带负电，也可能带正电
D．粒子带正电
17、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。
已知磁场方向垂直纸面向里。
以下四个图中，能正确表示两粒子子运动轨迹的
是（ A ）
18、带电粒子垂直于匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。
下列表述正确的是（ B ）
A．洛伦兹力对带电粒子做正功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能
C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
19、如图所示，在第一象限有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场足够大），一对正、负电子分别以相同速度沿与x 轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为：（不计正、负电子间的相互作用力）
A.1∶
B.1∶2
C.1∶1
D.2∶1
20、下列各图中，运动电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是（B ）
二、填空题(7*2=14分)
21、质量为m，带电量为q的电子以速度v垂直于磁场的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中。
则电子作圆周运动的半径为；周期为；
【答
案】
22、在一个边长为
a的等边三角形区域分布着磁感应
强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，一质量为m、电荷量为+q的带正电粒子沿AB边射入磁场中，为使该粒子能从BC边射出，带电粒子的初速度大小至少为。
25、(16分)长为L的水平极板间，有垂直纸面向的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，求速度的取值围？
答案：解析：由左手定则判得粒子在磁场中间向上偏，而作匀速圆周运动，很明显，圆周运动的半径大于某值r1时粒子可以从极板右边穿出，而半径小于某值r2时粒子可从极板的左边穿出，现在问题归结为求粒子能在右边穿出时r的最小值r1以及粒子在左边穿出时r的最大值r2，由几何知识得：
粒子擦着板从右边穿出时，圆心在O点，有：
r12＝L2+（r1-L/2）2得r1=5L/4，
又由于r1=mv1/Bq得v1=5BqL/4m，∴v>5BqL/4m时粒子能从右边穿出。
粒子擦着上板从左边穿出时，圆心在O＇点，有r2＝L/4，又由r2＝mv2/Bq=L/4得v2＝BqL/4m
∴v2<BqL/4m时粒子能从左边穿出。
26.(高考真题20分)图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口，在Y上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。
（1）求上述粒子的比荷q
m
；
（2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限再加一个匀强电场，就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；
（3）为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限的磁场可以局限在一个矩形区域，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形。
答案（1）
m
q =4.9×710C/kg （或5.0×7
10C/kg ）；（2）s t 6109.7-⨯= ； （3）225.0m S = 【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动。
第（2）问涉及到复合场（速度选择器模型）第（3）问是带电粒子在有界磁场（矩形区域）中的运动。
（1）设粒子在磁场中的运动半径为r 。
如图甲，依题意M 、P 连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径，由几何关系得 2
2L
r =
① 由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力，可得
r
v m qvB 2
= ②
联立①②并代入数据得
m
q =4.9×710C/kg （或5.0×7
10C/kg ） ③ （2）设所加电场的场强大小为E 。
如图乙，当粒子子经过Q 点时，速度沿y 轴正方向，依题意，在此时加入沿
x 轴正方向的匀强电场，电场力与此时洛伦兹力平衡，则有
qvB qE = ④ 代入数据得
C N E /70= ⑤
所加电场的长枪方向沿x 轴正方向。
由几何关系可知，圆弧PQ 所对应的圆心角为45°，设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T ，所求时间为t ，则有
T t 0
36045=
⑥ v
r
T π2=
⑦ 联立①⑥⑦并代入数据得。
