人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力同步练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力同步练习题，共7页。试卷主要包含了选择题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1.下列关于运动电荷和磁场的说法中正确的是( )
A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,该点的磁感应强度必为零
B.电荷运动的方向、磁感应强度的方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两垂直
C.电子在磁场中仅受洛伦兹力作用而偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果
D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力
2.大量的带电荷量均为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是( )
A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向但大小不变,与磁场方向不平行,则洛伦兹力的大小和方向均不变
C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用
D.带电粒子受到的洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度就越小
3.关于静电力与洛伦兹力,以下说法正确的是( )
A.电荷只要处在电场中,就会受到静电力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力
B.静电力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
C.静电力与洛伦兹力一样,方向都沿电场线或磁感线切线方向
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
4.如图所示的各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
图L1-2-1
5.初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图L1-2-2所示,则( )
A.电子将向右偏转,速率不变
B.电子将向左偏转,速率改变
C.电子将向左偏转,速率不变
D.电子将向右偏转,速率改变
6.在北半球,地磁场的磁感应强度的竖直分量方向向下(以“×”表示).如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向,那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将( )
A.不偏转B.向东偏转
C.向西偏转D.无法判断是否偏转
7.如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图,当线圈
通以图示的直流电时,形成的磁场如图所示,一束沿着管径轴线射向纸内的电子将( )
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向左偏转
D.向右偏转
8.如图所示,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是( )
A.垂直于纸面向外B.垂直于纸面向里
C.沿纸面向上 D.沿纸面向下
9.如图所示,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P且S极朝向a点,P后有一电子在条形磁铁的磁场作用下在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( )
A.向上B.向下
C.向左D.向右
10.两个带电粒子以相同的速度垂直于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,则两带电粒子所受洛伦兹力之比为( )
A.2∶1B.1∶1
C.1∶2D.1∶4
二、多选题
11.(多选)电子以垂直于匀强磁场的速度v从a点进入长为d、宽为L的有界匀强磁场区域,偏转后从b点离开磁场,如图所示.若磁场的磁感应强度为B,那么( )
A.电子在磁场中的运动时间t=
B.电子在磁场中的运动时间t=
C.洛伦兹力对电子做的功是W=Bev2t
D.电子在b点的速度大小也为v
12.通电长直导线在其周围空间产生磁场.某点的磁感应强度大小B与该点到导线的距离r及电流I的关系为B=k(k为常量).如图所示,竖直通电长直导线中的电流I方向向上,绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度v0水平向右运动,小球始终在水平面内运动,运动轨迹用实线表示,若从上向下看,则小球的运动轨迹可能是图中的( )
13.如图甲所示,一个质量为m、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,在以后运动过程中的速度图像如图乙所示.关于圆环所带的电性和匀强磁场的磁感应强度B,下列判断正确的是(重力加速度为g)( )
A.圆环带负电,B=
B.圆环带正电,B=
C.圆环带负电,B=
D.圆环带正电,B=
三、解答题
14.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,质量为m、带电荷量为q的小球在倾角为α的光滑斜面上由静止开始下滑.若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零,问:
(1)小球的带电性质如何?
(2)此时小球下滑的速度和位移分别为多大?
答案
1.D 【解析】 当运动电荷处于磁感应强度为零处时,其所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场的方向在一条直线上时(同向或反向),其也不受洛伦兹力的作用,选项A错误;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场的方向和电荷的运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直于磁场方向,也垂直于电荷的运动方向,但磁场的方向和电荷的运动方向不一定垂直,选项B错误;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力不做功,选项C错误;运动的电荷才会受洛伦兹力的作用,这里的运动是指电荷与磁场的相对运动,选项D正确.
2.B 【解析】 带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关,还与其速度的方向有关,当速度方向与磁场方向在一条直线上时,不受磁场力作用,A、C、D错误;根据左手定则可判断,B正确.
3.D 【解析】 静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错误;尽管静电力可以对电荷做功,但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,静电力做功为零,B错误;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错误;由洛伦兹力定义知,D正确.
4.B 【解析】 根据左手定则可判断,A中F方向应向上,B中F方向向下,A错误,B正确.C、D中都是v∥B,F=0,C、D错误.
5.A 【解析】 由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向垂直于纸面向里,根据左手定则可判定,电子所受的洛伦兹力向右,由于洛伦兹力不做功,故电子动能不变,速率不变.
6.B 【解析】 由左手定则可判断,由南向北射出的电子束在北半球的地磁场作用下,受到的洛伦兹力方向向东,电子束向东偏转,选项B正确.
7.D 【解析】 由安培定则可知,在管径轴线处,磁场的方向竖直向下,电子垂直于纸面向里运动,根据左手定则可判断,电子将向右偏转,选项D正确.
8.B 【解析】 由左手定则可知,磁场方向垂直于纸面向里,选项B正确.
9.A 【解析】 由题意知,磁极S在a点产生的磁场方向垂直于竖直面P水平向外,电子在a点的运动方向向右,根据左手定则可判断,洛伦兹力方向向上,选项A正确.
10.C 【解析】 带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时,有洛伦兹力F=qvB,可知洛伦兹力与电荷量成正比,与质量无关,C正确.
11.BD 【解析】 因洛伦兹力不做功,故电子速率不变,运动时间t=,选项B、D正确.
12.A 【解析】 由题可知,通电长直导线产生的磁场方向在水平面内,由于洛伦兹力F与B、v0的方向均垂直,所以F沿竖直方向,小球在水平方向上不受力而做匀速直线运动,A正确.
13.B 【解析】 因圆环最后做匀速直线运动,所以圆环在竖直方向上受力平衡,有=mg,所以B=;根据左手定则,圆环带正电,故B正确.
14.(1)带正电 (2)
【解析】 (1)小球沿斜面下滑,小球对斜面的压力为零,说明小球受到的洛伦兹力应垂直于斜面向上,根据左手定则可判断,小球带正电.
(2)当小球对斜面压力为零时,有mgcs α=qvB
解得小球此时的速度大小为v=
小球沿斜面方向做匀加速运动,加速度为a=gsin α
由匀变速直线运动公式v2=2ax,
解得小球此时的位移x=.