高二物理《洛伦兹力》练习题

一、选择题1．如图为电视显像管的俯视图，偏转线圈中没有通入电流时，电子束打在荧光屏正中的O 点，通过改变线圈中的电流，可使得电子打到荧光屏上各点，则（）A．电子在偏转线圈中被加速B．电子的偏转是因为电场力的作用C．若电子束打到A点，线圈区域中有平行纸面向右的磁场D．若电子束打到A点，线圈区域中有垂直纸面向外的磁场D解析：DAB．偏转线圈产生磁场，电子在洛伦兹力的作用下发生偏转，洛伦兹力不做功，不能对电子加速，只能使它偏转，AB错误；CD．根据左手定则，电子带负电，打到A点时，线圈区域中有垂直纸面向外的磁场，C错误，D正确。

故选D。

2．如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。

接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1=2I2，其中M的电流方向向下，N的电流方向向上。

若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力，则下列说法正确的是（）A．两根导线相互吸引B．仅增大电流I2，F1、F2会同时都增大C．两个力的大小关系为F1=2F2D．为判断F2的方向，需要知道I1和I2合磁场的方向B解析：BA．结合直流导线的磁场和左手定则可知，反向电流相互排斥，A错误；可知安培力BC．直流导线之间的安培为相互作用力，等大反向，仅增大I2，根据F BIL均增大，B正确，C错误；D．判断F2的方向，只需要知道M的电流I1在N处的磁场方向即可，D错误。

故选B。

3．一质量m、电荷量的﹣q圆环，套在与水平面成θ角的足够长的粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中。

现给圆环一沿杆左上方方向的初速度v0，（取为初速度v0正方向）以后的运动过程中圆环运动的速度图像可能是（）A．B．C．D．B解析：B当 qBv 0＞mg cos θ时，物体受到 F N 先变小后变大，摩擦力F f ＝μF N也先变小后变大，物体减速的加速度fsin mg F a mθ+=也先变小后变大；当速度变小为零时，若μ＞tan θ时，物体将静止；若μ＜tan θ时，物体将做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速。

B课时作业 1 磁场对通电导线的作用力（一）一、选择题每题6分，多选题不全对得3分。

1．如图所示，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线所受安培力方向水平向左的是（ ）2．如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路．当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用．要使安培力增大，可采用的方法有( )A ．减小金属导轨的间距B ．增大磁感应强度C ．减小磁感应强度D ．减小电流3．如图所示，倾斜导轨宽为L ，与水平面成α角，处在方向竖直向上、 磁感应强度为B 的匀强磁场中，金属杆ab 水平放在导轨上．当回路 电流强度为I 时，金属杆ab 所受安培力F （ ）A ．方向垂直ab 杆沿斜面向上B ．方向垂直ab 杆水平向右C ．cos F BIL α=D ．αsin BIL F =4.（多选）质量为m 的通电导体棒ab 置于倾角为θ的导轨上，如图所示．已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ，在下面四图所加磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是下面四幅图中的5.用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图所示．当二导线环中通入方向相同的电流I 1、I 2时，则有( )A ．两导线环相互吸引B ．两导线环相互排斥C ．两导线环无相互作用力D ．两导线环先吸引后排斥6．（2008年宁夏卷）在等边三角形的三个顶点a 、b 、c 处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，过c 点的导线所受安培力的方向( )A ．与ab 边平行，竖直向上B ．与ab 边平行，竖直向下C ．与ab 边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边7. (多选)一根长为0.2 m的导线，通过的电流为2 A，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A．0.4 N B．0.3 N C．0.1 N D．08．(2010·上海高考)如图所示，长为2l的直导线折成边长相等，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，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A．0B．0.5BIlC．BIl D．2BIl9．如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。

洛伦兹力应用实例—速度选择器、质谱仪、回旋加速器1．一质子以速度V 穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，则 （ ）A 、若电子以相同速度V 射入该区域，将会发生偏转B 、无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转C 、若质子的速度V'<V ，它将向下偏转而做类似平抛运动D 、若质子的速度V'>V ，它将向上偏转，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线2．如图，氕、氘、氚核以相同的动能射入速度选择器，结果氘核沿直线运动，则( )A ．偏向正极板的是氕核B ．偏向正极板的是氚核C ．射出时动能最大的是氕核D ．射出时动能最大的是氚核3．(单)如图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。

速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E 。

平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片A1A2。

平板S 下方有强度为B0的匀强磁场。

下列表述不正确的是（ ）A ．质谱仪是分析同位素的重要工具B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于E/BD ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的荷质比越小4．(单)如图，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转．如果让这些不偏转离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可得出结论 ( )A ．它们的动能一定各不相同B ．它们的电量一定各不相同C ．它们的质量一定各不相同D ．它们的电量与质量之比一定各不相同5．(单)如图所示，有a 、b 、c 、d 四种离子，它们带等量同种电荷，质量不等，dc b a m m m m =<=，以不等的速率d c b a v v v v <=<进入速度选择器后，有两种V +--从速度选择器中射出，进入B2磁场，由此可判定 ( )A ．射向P1的是a 离子B ．射向P2的是b 离子C ．射到A1的是c 离子D ．射到A2的是d 离子6．用同一回旋加速器分别对质子和氚核(H 31)加速后 （ ）A ．质子获得的动能大于氚核获得的动能B ．质子获得的动能等于氚核获得的动能C ．质子获得的动能小于氚核获得的动能D ．质子获得的动量等于氚核获得的动量7．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是( )A ．增大匀强电场间的加速电压B ．增大磁场的磁感应强度C ．减小狭缝间的距离D ．增大D 形金属盒的半径8．(单)如果用同一回旋加速器分别加速氚核（31H ）和a 粒子(42He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，可知 ( )A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大9．(双)如图，连接平行金属板P 1和P 2的导线的一部分CD 和另一连接电池的回路的一部分GH 平行，CD 和GH 均在纸平面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸 面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD 段导线将受到力的作用，下列判断正确的是 ( )A.等离子体从右侧射入时，CD 受力的方向远离GHB.等离子体从右侧射入时，CD 受力的方向指向GHC.等离子体从左侧射入时，CD 受力的方向远离GHBD.等离子体从左侧射入时，CD 受力的方向指向GH10．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。

1.2 磁场对运动电荷的作用力【四大题型】【人教版2019】【题型1 洛伦兹力方向的判定】 (1)【题型2 洛伦兹力大小的计算】 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

【题型3 电子束的磁偏转】 .. (4)【题型4 带电体在磁场中的运动】 (6)知识点1：洛伦兹力的方向1．F、B、v三者方向间的关系洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面．说明：F、B、v三个量的方向关系是：F⊥B，F⊥v，但B与v不一定垂直，如图甲、乙所示．2．洛伦兹力方向的判断在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向；但对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向．3．洛伦兹力的特点(1) 洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直．(2) 洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小．知识点2：洛伦兹力与安培力的关系【题型1 洛伦兹力方向的判定】【例1】(多)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，则下列选项正确的是()A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带负电【变式1-1】带电粒子进入磁场时速度的方向和磁感应强度的方向如图所示，则粒子在磁场中受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里的是()【变式1-2】(多)一根通电直导线水平放置，通过直导线的电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子的重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是()A．电子将向上偏转B．电子将向下偏转C．电子运动的速率保持不变D．电子运动的速率开始变大【变式1-3】如图所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，它们位于同一圆的两条相互垂直的直径的四个端点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图．一带负电的粒子从圆心O 沿垂直于纸面向里的方向运动，它所受洛伦兹力的方向是( )A ．从O 指向aB ．从O 指向bC ．从O 指向cD ．从O 指向d知识点3：洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小：F ＝q v B sin θ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角．(1)当θ＝90°时，v ⊥B ，sin θ＝1，F ＝q v B ，即运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大． (2)当θ＝0时，v ∥B ，sin θ＝0，F ＝0，即运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力．【题型2 洛伦兹力大小的计算】【例2】如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为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，并指出洛伦兹力的方向．【变式2-1】两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1⊥4，电荷量之比为1⊥2，则刚进入磁场时两带电粒子所受洛伦兹力之比为( ) A ．2⊥1 B ．1⊥1 C ．1⊥2 D ．1⊥4【变式2-2】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 ，电流大小均为I ，方向垂直纸面向里(已知电流为I 的长直导线产生的磁场中，距导线r 处的磁感应强度B ＝kIr ，其中k为常数)．某时刻有一电子(质量为m 、电荷量为e )正好经过坐标原点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( )A ．方向垂直纸面向里，大小为23evkI3aB ．方向指向x 轴正方向，大小为23evkI3aC ．方向垂直纸面向里，大小为3evkI3a D ．方向指向x 轴正方向，大小为3evkI3a【变式2-3】如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用一水平恒力F 拉乙物块，使甲、乙一起向左加速运动，甲、乙无相对滑动，则在加速运动阶段( )A ．甲、乙两物块间的摩擦力保持不变B ．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大C ．甲、乙两物块间的弹力不断增大D ．乙物块与地面之间的摩擦力不断减小【题型3 电子束的磁偏转】【例3】显像管的原理示意图如图所示，当没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O 点．安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由P 点逐渐移动到Q 点，下列磁场能够使电子束发生上述偏转的是( )【变式3-1】如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸外偏转D．向纸里偏转【变式3-2】在电视机的显像管中，电子束的扫描是用磁偏转技术实现的，其扫描原理如图所示．圆形区域内的偏转磁场的方向垂直于圆面，不加磁场时，电子束将通过O点打在屏幕的中心M点．为了使屏幕上出现一条以M为中心的亮线PQ，偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是下列选项中的()【变式3-3】如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流I后，能够在两线圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续发射．电子刚好从球心O点正下方的S点水平向左射出，电子通过玻璃泡内稀薄气体时能够显示出电子运动的径迹．则下列说法正确的是()A．若要正常观察电子径迹，励磁线圈的电流方向应为逆时针(垂直纸面向里看)B．若保持U不变，增大I，则圆形径迹的半径变大C．若同时减小I和U，则电子运动的周期减小D．若保持I不变，减小U，则电子运动的周期将不变【题型4 带点体在磁场中的运动】【例4】如图所示，一表面粗糙的倾角θ＝37°的绝缘斜面，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝4 T．一质量m＝0.02 kg、带电荷量q＝0.01 C的带正电物体(可视为质点)从斜面上的某点由静止开始下滑，斜面足够长，物体在下滑过程中克服摩擦力做的功W f＝0.08 J．g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，试求：(1)物体在斜面上运动的最大速率；(2)物体沿斜面下滑的最大距离．【变式4-1】如图所示，一带正电的物体固定在小车的底板上，其中底板绝缘，整个装置静止在水平地面上，在空间施加一垂直纸面向里的匀强磁场，如果保持小车不动，将匀强磁场沿水平方向向左匀速运动．则下列说法正确的是()A．带电物体所受的洛伦兹力为零B．带电物体受洛伦兹力且方向竖直向上C．小车对地面的压力变大D．地面对小车的摩擦力方向向左【变式4-2】(多)足够长的光滑绝缘槽，与水平方向的夹角分别为α和β(α<β)，如图所示，加垂直于纸面向里的匀强磁场，将质量相等且带等量正、负电荷的小球a和b，分别从两斜面的顶端由静止释放(一次仅有一个小球存在)，关于两球在槽上的运动，下列说法正确的是()A．在槽上a、b两球都做匀加速直线运动，a a>a bB．在槽上a、b两球都做变加速直线运动，但总有a a>a bC．a、b两球沿直线运动的最大位移分别为x a、x b，则x a<x bD．a、b两球沿槽运动的时间分别为t a、t b，则t a<t b【变式4-3】(多)如图所示为一个质量为m、带电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度－时间图像可能是下列选项中的()1.2 磁场对运动电荷的作用力【四大题型】【人教版2019】【题型1 洛伦兹力方向的判定】 (1)【题型2 洛伦兹力大小的计算】 ........................................................................................... 错误!未定义书签。