电磁学 磁场 4洛伦兹力公式与方向 基础.docx

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电磁学磁场4洛伦兹力公式与方向基础

电磁学电磁感应4洛伦兹力公式与方向基础

1．质量为m．带电量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示．若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是

A．小球带正电

B．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动．

C．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动．

D．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为

．

2．如图所示，两个带等量异号电荷的带电粒子a、b分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，则（）

A．a粒子带正电，b粒子带负电

B．两粒子轨道半径之比Ra：

Rb=

：

1

C．两粒子质量之比为ma：

mb=1：

2

D．两粒子的速度之比va：

vb=l：

2

3．如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是（）

A．沿竖直方向向下

B．沿竖直方向向上

C．沿水平方向向左

D．沿水平方向向右

4．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，如图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子轨迹，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，而动能逐渐减小。

下列说法中正确的是

A.粒子先经过a点，再经过b点

B.粒子先经过b点，再经过a点

C.粒子带负电

D.粒子带正电

5．（2009年高考广东卷）带电粒子垂直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（　　）

A．洛伦兹力对带电粒子做功

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

6．用一金属窄片折成一矩形框架水平放置，框架右边上有一极小开口．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，如图8所示，框架以速度v1向右匀速运动，一带电油滴质量为m，电荷量为q，以速度v2从右边开口处水平向左射入，若油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，则（　　）

A．油滴带正电，且逆时针做匀速圆周运动

B．油滴带负电，且逆时针做匀速圆周运动

C．圆周运动的半径一定等于

D．油滴做圆周运动的周期等于

7．如图7所示，为了科学研究的需要，常常将质子（

）和α粒子（

）等带电粒子储存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场（偏转磁场）中，磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示），偏转磁场也相同，则质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和Eα、运动的周期TH和Tα的大小关系是（　　）

A．EH＝Eα，TH≠TαB．EH＝Eα，TH＝Tα

C．EH≠Eα，TH≠TαD．EH≠Eα，TH＝Tα

8．如图5所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速

度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图6中的（　　）

9．如图6所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．P为屏上的一个小孔．PC与MN垂直．一群质量为m、带电荷量为－q的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域．粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内．则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为（　　）

A.

B.

C.

D.

10．如图5所示，MN为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为B1＝2B2，一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过O点（　　）

A.

B.

C.

D.

11．随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，显像管是电视机的重要组成部分．如图2所示为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图．如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的（　　）

A．电子枪发射能力减弱，电子数减少

B．加速电场的电压过高，电子速率偏大

C．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少

D．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱

12．“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果．月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，如图1所示是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片（尺寸比例相同），设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是（　　）

A．①②③④B．①④②③C．④③②①D．③④②①

13．如图所示，使阴极射线管发出的电子束发生偏转的作用力是（　　　）

A、电场力　　

B、安培力

C、万有引力　　

D、洛仑兹力

14．如图所示，重力不计，质量为m，带正电且电荷量为q的粒子，在a点以某一初速度v0水平射入一个磁场区域沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧，粒子在每段圆弧上的运动时间都是t，如果把由纸面穿出的磁场方向定为正值，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化关系图象应为下图所示的哪一个（　　）

15．（2010·重庆卷）21.如题21图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁块，在纸面民内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示

由以上信息可知，从图中a、b、c处进大的粒子对应表中的编号分别为（）

A3、5、4B4、2、5

C5、3、2D2、4、5

16．一不计重力的带正电粒子沿纸面竖直向下飞入某一磁场区域，在竖直平面上运动轨迹如图所示，则该区域的磁场方向是

A．沿纸面水平向右B．沿纸面水平向左

C．垂直向外　D．垂直向里

17．如图所示是磁场B、负电荷速度v和磁场对运动电荷作用力F三者方向的相互关系图，其中不正确的是（图中B、F和v方向两两垂直）（）

18．有两根平行放置的直导线，当它们通以互为反向的电流时，将会相互排斥，这是由于（）

A．两导线上自由移动的同种电荷相互排斥的结果

B．两导线上的电荷通过各自产生的电场相互作用的结果

C．两导线上的电流通过各自产生的磁场而对对方电流发生作用的结果

D．各自的电源产生的电场力相互作用的结果

19．关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是（）

A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用

B．电荷在电场中一定受电场力作用

C．电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致

D．电荷所受的洛伦兹力方向不一定与磁场方向垂直

20．如图所示，带电粒子以速度v刚刚进入磁感应强度为B的磁场，下列各图所标的带电粒子＋q所受洛伦兹力F的方向中，正确的是

21．一个长螺线管中通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，粒子将在管中（不计重力影响）（）

A.做圆周运动B.沿轴往返运动

C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动

22．如图所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直。

一个带正电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下，则下列说法中正确的是

A．滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大

B．滑块从M点到最低点所用的时间比磁场不存在时短

C．滑块经过最低点时的速度与磁场不存在时相等

D．滑块从M点滑到最低点所用的时间与磁场不存在时相等

23．质量和电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2种虚线所示，下列表述正确的是

A．M带负电，N带正电

B.M的速度率小于N的速率

C.洛伦磁力对M、N做正功

D.M的运行时间大于N的运行时间

24．如图所示，从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，那么

A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同

B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱

C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强

D．地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转

25．质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，已知两粒子的动量大小相等。

下列说法正确的是

A.若q1=q2，则它们做圆周运动的半径一定相等

B.若m1=m2，则它们做圆周运动的周期一定相等

C.若q1≠q2，则它们做圆周运动的半径一定不相等

D.若m1≠m2，则它们做圆周运动的周期一定不相等

26．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，能正确表示两粒子运动轨迹的是

27．如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U。

已知自由电子的电量为e。

下列说法中正确的是

A．M板比N板电势高

B．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大

C．导体中自由电子定向移动的速度为v=U/Bd

D．导体单位体积内的自由电子数为BI/eUb

28．霍尔元件是一种基于霍尔将就的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用。

如图为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷定向运动形成。

下列说法中正确的是

A.M点电势比N点电势高

B.用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度

C.用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量

D.若保持电流I恒定，则霍尔电压UH与B成正比例

29．空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达

B点时速度为零，C为运动的最低点.不计重力，则　（）

A

．该离子带负电

B．A、B两点位于同一高度

C．C点时离子速度最小

D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点　

30．如图，一束电子以不同的速率沿图示方向飞入横截面是正方形的匀强磁场，则电子

A．速率越小，在磁场中运动时间越长

B．在磁场中运动时间越长，其轨迹弧线越长

C．在磁场中运动的轨迹线所对应的圆心角最大是π

D．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合

31．一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如图所示．粒子q1的轨迹半径为r1，粒子q2的轨迹半径为r2，且r2=2r1，q1、q2分别是它们的带电量，则

A．q1带负电、q2带正电，荷质比之比为

B．q1带负电、q2带正电，荷质比之比为

C．q1带正电、q2带负电，荷质比之比为

D．q1带正电、q2带负电，荷质比之比为

32．如图，正方形区域ABCD中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带正电粒子（不计重力）以一定速度沿AB边的中点M垂直于AB边射入磁场，恰好从A点射出．则

A.仅把该粒子改为带负电，粒子将从B点射出

B.仅增大磁感应强度，粒子在磁场中运动时间将增大

C.仅将磁场方向改为垂直于纸面向外，粒子在磁场中运动时间不变

D.仅减少带正电粒子速度，粒子将从AD之间的某点射出

33．如图所示，在空间有一坐标系xoy，直线OP与x轴正方向的夹角为

，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是他们的边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B。

一质量为m，电荷量为q的质子（不计重力）以速度v从O点沿与OP成

角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出），则：

（）

A．粒子在第一象限中运动的时间为

B．粒子在第一象限中运动的时间为

C．Q点的横坐标为

D．Q点的横坐标为

34．如图所示，长方体容器的三条棱的长度分别为a、b、h，容器内装有NaCl溶液，单位体积内钠离子数为n，容器的左、右两壁为导体板，将它们分别接在电源的正、负极上，电路中形成的电流为I，整个装置处于垂直于前后表面的磁感应强度为

的匀强磁场中，则液体的上、下两表面间的电势差为：

（A）0（B）

（C）

（D）

35．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动．现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（）

A．增大为原来的2倍B．增大为原来的4倍C．减小为原来的一半D．改变为零

36．在学校操场的上空中停着一个热气球，从它底部脱落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气的摩擦而带负电，如果没有风，那么它的着地点会落在气球正下方地面位置的

A．偏东B．偏西C．偏南D．偏北

37．关于安培力和洛伦兹力，下列说法不正确的是（）

A、洛伦兹力对运动电荷一定不做功B、安培力对通电导体也一定不做功

C、洛伦兹力是安培力的微观本质D、安培力是洛伦兹力的宏观表现

38．在如图所示匀强磁场中，一个质量为m电量为+q的圆环套在一根固定的绝缘水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ。

现给环一个向右的初速度v0，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为

A．

B．0

C．

D．

39．如图所示，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做往返运动，则

A．当小球每次通过平衡位置时，动能相同

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，丝线拉力相同

D．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力不同

40．电子通过磁场时会发生偏转，这是因为受到（）

A．库仑力的作用B．万有引力的作用

C．洛伦兹力的作用D．安培力的作用

41．如图所示，一个带负电的粒子沿着逆时针方向作匀速圆周运动，则此粒子的运动

A．在圆周外侧不产生磁场

B．圆心处的磁场方向垂直纸面向里

C．圆心处的磁场方向垂直纸面向外

D．在圆周内部不产生磁场

42．一个不计重力的带正电荷的粒子，沿图中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则粒子的运动轨迹为

A．圆弧

B．直线

C．圆弧

D．

、

、

都有可能

43．一个带电粒子在匀强磁场B中所受的洛仑兹力F的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是:

（）

A.粒子带负电，向下运动B.粒子带正电，向左运动

C.粒子带负电，向上运动D．粒子带正电，向右运动

44．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

C．相地于预定地点，稍向西偏

D．相地于预定地点，稍向北偏

45．在图中，洛伦兹力的方向判断不正确的是（　　）

46．．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

47．画出下图中带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向。

48．如图所示宽度为d、厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面A’间产生电势差，这种现象叫霍尔效应.若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U=______________.

49．（20分）如下图所示，带电平行金属板PQ和MN之间距离为d；两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

建立如图所示的坐标系，x轴平行于金属板，且与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板。

区域I的左边界是y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行。

在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。

一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和II。

已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为

。

不计电子重力。

（1）求两金属板之间电势差U；

（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点的纵坐标y；

（3）撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向匀强电场，使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出。

求电子两次经过y轴的时间间隔t。

50．试判断下列各图中带电粒子受洛仑兹力方向或所带电荷种类或运动方向。

参考答案

1．ABD

2．C

3．D

4．AC

5．B

6．D

7．A

8．C

9．D

10．B

11．A

12．A

13．D

14．D

【答案】D

16．D

17．D

18．C

19．B

20．B

21．D

22．CD

23．A

24．C

【答案】A

26．A

27．CD

28．BCD

29．B

30．C

31．C

32．AC

33．AC

34．A

35．A

36．B

37．B

38．ABD

39．AD

40．C

41．B

42．A

43．A

44．B

45．C

46．D

47．略

48．

49．

（1）

（2）

（3）

50．略