2019届高中物理第三章4第4节磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力随堂演练教科版

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1、磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力1.如图所示,表示磁场对运动电荷的作用,其中正确的是(  )解析:选C.粒子带负电,磁场方向向里,速度方向向右,根据左手定则,洛伦兹力向下,故A错误;粒子带正电,磁场方向向左,速度方向向下,根据左手定则,洛伦兹力垂直纸面向里,故B错误;粒子带正电,磁场方向向外,速度方向水平向右,根据左手定则,洛伦兹力向下,故C正确;粒子带正电,磁场方向向上,速度方向斜向左上,分解成向上和向左的分速度,根据左手定则,洛伦兹力方向垂直纸面向里,故D错误.2.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向

2、射入一匀强磁场.粒子的一段径迹如图所示.径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).从图中情况可以确定(  )A.粒子从a到b,带正电   B.粒子从a到b,带负电C.粒子从b到a,带正电D.粒子从b到a,带负电解析:选D.垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用,使粒子做匀速圆周运动,半径R=.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量减小,又据Ek=mv2知,v在减小,故R减小,可判定粒子从b向a运动;另据左手定则,可判定粒子带负电

3、.3.如图所示,有界匀强磁场边界线SP∥MN,速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场,其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直,穿过b点的粒子,其速度方向与MN成60°角,设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2,则t1∶t2为(  )A.1∶3  B.4∶3   C.1∶1  D.3∶2解析:选D.画出运动轨迹,过a点的粒子转过90°,过b点的粒子转过60°,故选项D正确.4.两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行.一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力),从较

4、强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的(  )A.轨道半径减小,角速度增大B.轨道半径减小,角速度减小C.轨道半径增大,角速度增大D.轨道半径增大,角速度减小解析:选D.分析轨道半径:带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的速度v大小不变,磁感应强度B减小,由公式r=可知,轨道半径增大.分析角速度:由公式T=可知,粒子在磁场中运动的周期增大,根据ω=知角速度减小.选项D正确.5.如图所示,直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场,一电子(质量为m、电荷量为e)以v的速度从点O与MN成

5、30°角的方向射入磁场中,求:(1)电子从磁场中射出时距O点多远?(2)电子在磁场中运动的时间是多少?解析:设电子在匀强磁场中运动半径为R,射出时与O点距离为d,运动轨迹如图所示.(1)据牛顿第二定律知:Bev=m由几何关系可得,d=2Rsin30°解得:d=.(2)电子在磁场中转过的角度为θ=60°=,又周期T=因此运动时间:t==·=.答案:(1) (2)一、单项选择题1.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.洛伦兹力对运动电荷一定不做

6、功D.洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小解析:选C.只有运动电荷的速度方向与磁场方向不平行时,运动电荷才会受到洛伦兹力的作用,且洛伦兹力方向始终与速度方向垂直,对运动电荷永不做功,故A、B、D错误,C正确.2.如图所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图(其中B垂直于F与v决定的平面,B、F、v两两垂直).其中正确的是(  )解析:选D.此题主要考查左手定则及立体图像的辨认,利用左手定则可判断出D是正确的.3.一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动,现将该磁场的

7、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.依然为零解析:选D.本题考查了洛伦兹力的计算公式F=qvB,注意公式的适用条件.若粒子速度方向与磁场方向平行,洛伦兹力为零,故A、B、C错误,D正确.4.如图所示,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(  )A.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

8、匀速圆周运动解析:选C.根据通电螺线管内部磁场的特点,电子沿轴线进入螺线管,速度的方向和磁场方向平行,故电子不受洛伦兹力,因此,选C.5.两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入同一匀强磁场中.设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则(  )A.r1=r2,T1≠T2B.r1≠r2,T1≠T2C.r1=r2,T1=T2D.r1≠r2,T1=T2解析:选D.同种粒子在同一磁场中运动时,r∝v,而T与v无关,故D对.6.如图是科学史上一

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