高二物理洛伦兹力的应用2
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人教版(2019)选择性必修二第一章安培力与洛伦兹力同步复习题
Ⅰ 选择题(每个小题有四个选项,把正确的选项填在括号里)
1.下列说法正确的是
A.沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
B.放在匀强磁场中的通电导线一定受到安培力
C.磁场的方向就是通电导体所受安培力的方向
D.通电直导线所受安培力的方向一定垂直于磁感应强度和直导线所决定的平面
2.如图所示,一定质量的通电导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上,在图所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中,导体棒ab均静止,则下列判断错误的是
A.四种情况导体受到的安培力大小相等
B.A中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
C.B中导体棒ab可能是二力平衡
D.C、D中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
3.按照玻尔原子理论,原子中的电子在库仑力的作用下在特定的分立轨道上绕原子核做圆周运动。若电子以角速度0在纸面内绕核沿顺时针方向做匀速圆周运动,现施加一垂直纸面向外的匀强磁场,如图所示。施加磁场后,假设电子绕核运动的半径R保持不变,角速度变为,不计重力。下列判断正确的是( )
A.洛伦兹力的方向背离圆心,0 B.洛伦兹力的方向背离圆心,0
C.洛伦兹力的方向指向圆心,0 D.洛伦兹力的方向指向圆心,0
4.科学家预言,自然界存在只有一个磁极的磁单极子,磁单极N的磁场分布如图甲所示,它与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似。假设磁单极子N和正点电荷Q均固定,有相同的带电小球分别在N和Q附近
(图示位置)沿水平面做匀速圆周运动,则下列判断正确的是( )
A.从上往下看,图甲中带电小球一定沿逆时针方向运动
B.从上往下看,图甲中带电小球一定沿顺时针方向运动
C.从上往下看,图乙中带电小球一定沿顺时针方向运动
D.从上往下看,图乙中带电小球一定沿逆时针方向运动
5.如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场分布在半径为R的圆内,CD是圆的直径,质量m、电荷量为q的带正电的粒子,从静止经电场加速后,沿着与直径CD平行且相距22R的直线从A点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是2mqB,则加速电场的电压是( )
- 1 - 洛伦兹力的特点与应用
高考频度:★★★☆☆ 难易程度:★★★☆☆
质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中两个虚线所示,下列表述正确的是
A.M带正电,N带负电
B.M的速率大于N的速率
C.洛伦兹力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
【参考答案】B
【试题解析】由左手定则判断出N带正电荷,M带负电荷,故A错误;粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力2vqvBmr,半径为:mvrqB,在质量与电量相同的情况下,半径大说明速率大,即M的速度率大于N的速率,故B正确;洛伦兹力不做功,故C错误;粒子在磁场中运动半周,即时间为周期的一半,而周期为2πmTqB,与粒子运动的速度无关,所以M的运行时间等于N的运行时间,故D错误。
【知识补给】
对洛伦兹力的理解
(1)洛伦兹力的大小:F=qvBsin θ中的θ是粒子速度方向与磁感应强度方向的夹角。
只有运动的电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用,静止电荷在磁场中不受洛伦兹力作用。
(2)有关洛伦兹力的方向的立即 - 2 - ①由于电荷有正负之分,故四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向,即相当于电流的方向,所以运动方向相同时负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。
②洛伦兹力的方向既与磁场的方向垂直,又与电荷的运动方向垂直,即洛伦兹力垂直于速度与磁场所决定的平面。
③洛伦兹力始终和粒子的运动方向垂直。
如图所示,带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点并在匀强磁场中摆动,当小球每次通过最低点A时
A.摆球的动能不相同
B.摆球受到的磁场力相同
C.摆球受到的丝线的拉力相同
D.向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力
如图所示是磁感受应强度B、负电荷运动速度v和磁场对运动电荷的作用力f三者方向的相互关系图,其中不正确的是(B、f和v两两垂直)
A. B.
1.6 洛伦兹力初探 同步练习
同步测控
1.(单选)关于电场力与洛伦兹力;以下说法正确的是( )
A.电荷只要处在电场中;就会受到电场力;而电荷静止在磁场中;只有可能受到洛伦兹力
B.电场力对放在电场中的电荷一定会做功;而洛伦兹力对磁场中的电荷却不会做功
C.电场力与洛伦兹力一样;受力方向都在电场线和磁感线上
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
2.(单选)下列说法正确的是( )
A.运动电荷在磁感应强不为零的地方;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
D.洛伦兹力对带电粒子不做功
3.(单选)将空心线圈通以大小和方向改变的电流;由其某一端沿中心轴线方向射入一束电子流;则电子流在线圈内的运动情况是( )
A.简谐运动 B.匀速直线运动
C.匀变速直线运动 D.匀速圆周运动
4.(单选)如图1-6-5所示;磁场方向;正电荷的运动方向;电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直;则正确的是( )
图1-6-5
5.三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速射入匀强磁场中;运动轨迹如图1-6-6所示;其中b粒子做匀速直线运动;则a粒子带________电;c粒子带________电.
图1-6-6
课时训练
一、单项选择题
1.有关洛伦兹力和安培力的描述;正确的是( )
A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D.通电直导线在磁场中受到的安培力与磁场方向平行
2.如图1-6-7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( )
图1-6-7
A.向纸内偏转 B.向纸外偏转
C.向下偏转 D.向上偏转
3.在图1-6-8中;洛伦兹力的方向判断不正确的是( )
实蹲市安分阳光实验学校【创设计】高中物理 3.5
研究洛伦兹力课时精练3-1
图3-6-5
洛伦兹力的方向
1.在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方放置一根通有如图3-6-5所示电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则电子将( )
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸里偏转 D.向纸外偏转
答案 B
解析 由题图可知,直线电流的方向由左向右,根据安培则,可判直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里,而电子运动方向由左向右,由左手则知(电子带负电荷,四指要指向电子运动方向的反方向),电子将向下偏转,故B选项正确.
洛伦兹力的大小
图3-6-6
2.如图3-6-6所示,带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动.匀强磁场的方向垂直纸面向里.摆球在A、B间摆动过程中,由A摆到最低点C时,摆线拉力大小为F1,摆球加速度大小为a1;由B摆到最低点C时,摆线拉力大小为F2,摆球加速度大小为a2,则( )
A.F1>F2,a1=a2 B.F1<F2,a1=a2
C.F1>F2,a1>a2 D.F1<F2,a1<a2
答案 B
解析 由于洛伦兹力不做功,所以从B和A到达C点的速度大小相.由a=v2r可得a1=a2.当由A运动到C时,以小球为研究对象,受力分析如图甲所示,F1+qvB-mg=ma1.当由B运动到C时,受力分析如图乙所示,F2-qvB-mg=ma2.由以上两式可得:F2>F1,故B正确.
洛伦兹力的综合用
图3-6-7
3.在两平行金属板间,有如图3-6-7所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场.α粒子以速度v0从两板的央垂直于电场方向和磁场方向射入时,恰好能沿直线匀速通过.供下列各小题选择的答案有:
A.不偏转
B.向上偏转
C.向下偏转
D.向纸内或纸外偏转
(1)若质子以速度v0从两板的央垂直于电场方向和磁场方向射入时,质子将________.
(2)若电子以速度v0从两板的央垂直于电场方向和磁场方向射入时,电子将________.