高三物理總練習課時練習：磁場對運動電荷的作用力

1、2019 高三物理總練習課時練習：磁場對運動電荷的作用力【一】選擇題1、如下圖，、三枚小磁針分別放在通電螺線管的正上方、管內(nèi)和右側(cè)。當這些小針靜止時，小磁針 n 極的指向是 ()a、均向左b、均向右c、向左，向右，向右d、向右，向左，向右【答案】 c2、以下說法正確的選項是()a、運動電荷在磁感應強度不為零的地方, 一定受洛倫茲力作用b、運動電荷在某處不受洛倫茲力作用, 該處的磁感應強度一定為零c、洛倫茲力不會改變運動電荷的速度d、洛倫茲力對運動電荷不做功【答案】 d3、圖中表示磁場確的選項是 (bb, 正電荷運動方向v 和磁場對電荷作用力f 的相互關(guān)系圖，這四個圖中畫的正垂直于 f 與 v

2、決定的平面，b、 f 、 v 兩兩垂直 )【答案】 d4、在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向判斷不正確的選項是 ()【答案】c5、如圖，兩根互相平行的長直導線過紙面上的m、n 兩點，且與直面垂直，導線中通有大小相等、方向相反的電流。a、 o、b 在 m、 n的連線上，o 為 mn的中點， c、 d 位于 mn的中垂線上，且a、 b、 c、 d 到 o 點的距離均相等。關(guān)于以上幾點處的磁場，以下說法正確的選項是()a、 o 點處的磁感應強度為零b、 a、 b 兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反c、 c 、 d 兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同d、 a、 c 兩點處磁感應強度的方向不同【答案】

3、c6、一個帶電粒子在勻強磁場動方向可能是()b 中所受的洛侖茲力f 方向如圖10 所示，那么該粒子所帶電性和運a、粒子帶負電，向下運動b、粒子帶正電，向左運動c、粒子帶負電，向上運動d、粒子帶正電，向右運動【答案】 a7、如下圖，一個帶負電的物體從粗糙面頂端滑到斜面底端時的速度為，假設(shè)加上一個垂直于紙面指向讀者的磁場，物體滑到底端時速度()a、大于b、小于c、等于d、不能確定【答案】 d8、帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用。以下表述正確的選項是()a、洛倫茲力對帶電粒子做功b、洛倫茲力不改變帶電粒子的動能c、洛倫茲力的大小與速度無關(guān)d、洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向【答案

4、】 b9、一個長螺線管中通有交變電流，把一個帶電粒子沿管軸線射入管中，粒子將在管中不計重力影響()a、做圓周運動b、沿軸往返運動c、做勻加速直線運動d、做勻速直線運動【答案】d10、某空間存在著如下圖的足夠大的沿水平方向的勻強磁場，在磁場中a、 b 兩個物塊疊放在一起，并置于光滑的絕緣水平面上，物塊a 帶正電，物塊b 為不帶電的絕緣塊. 水平恒力f 作用在物塊b 上，使a、b起由靜止開始向左運動，在a、b起向左運動的過程中，以下關(guān)于a、b 受力情況的說法中正確的選項是()a、 a 對b 的壓力變小b、 a 與b 之間的摩擦力保持不變c、 a 對b 的摩擦力變大d、 b 對地面的壓力保持不變【答

5、案】 b11、一帶電粒子，沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場，粒子的一段徑跡如圖小段都可以看成圓弧。由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小那么可判定 ()8 所示， 徑跡上每一( 電量不變 ) ，a、粒子從a 到b，帶正電b、粒子從b 到a，帶正電c、粒子從a 到b，帶負電d、粒子從b 到a，帶負電【答案】 b12、在陰極射線管的正上方平行放置通以強電流的一根長直導線， 其電流方向如下圖那么陰極射線將 ()a、向上偏斜；b、向下偏斜；c、向紙里偏斜；d、向紙外偏斜【答案】 b13、如下圖，在示波管下方有一根水平放置的通電直電線，那么示波管中的電子束將()a、向上偏轉(zhuǎn)b、向下偏轉(zhuǎn)c、向紙外

6、偏轉(zhuǎn)d、向紙里偏轉(zhuǎn)【答案】a14、以下說法正確的選項是()a、運動電荷在磁感應強度不為零的地方，一定受到洛倫茲力作用b、運動電荷在某處不受洛倫茲力作用，那么該處的磁感應強度一定為零c、洛倫茲力既不能改變粒子的動能，也不能改變粒子的動量d、洛倫茲力對帶電粒子不做功【答案】 d15、如下圖， 表示磁場對直線電流的作用，其中不正確的選項是圖 a 中磁場方向垂直紙面向內(nèi)，b 圖中磁場方向垂直紙面向外()【答案】c16、某空間存在著如下圖的水平方向的勻強磁場，a、 b 兩個物塊疊放在一起，并置于光滑的絕緣水平地面上，物塊a 帶正電，物塊b 為不帶電的絕緣塊；水平恒力f 作用在物塊b 上，使a、 b 一起

7、由靜止開始水平向左運動、在a、 b 一起水平向左運動的過程中，關(guān)于a、b 受力情況的以下說法，正確的選項是()a、 a 對b 的壓力變小b、 b 對a 的摩擦力保持不變c、 a 對b 的摩擦力變大d、 b 對地面的壓力保持不變【答案】b17、以下關(guān)于磁鐵的使用的說法中不正確的選項是()a、磁鐵受到撞擊會使磁鐵的磁性減弱b、原先沒有磁性的鐵，在長期受到磁鐵的吸引會產(chǎn)生磁性c、對磁鐵加熱會使磁鐵的磁性減弱d、永磁體在受到加熱或敲打后，其磁性不會發(fā)生改變【答案】 d18、有一個帶電量為 +q，重為 g的小球，從兩豎直的帶電平行板上方 h 處自由落下， 兩極板間勻強磁場的磁感應強度為 b，方向如下圖，

8、那么帶電小球通過有電場和磁場的空間時a、有可能做勻速運動b、有可能做勻加速直線運動c、不可能做曲線運動d、一定做曲線運動【答案】 d19、地球有一個較強的磁場， 由于地磁場的作用， 可以使從太陽發(fā)出的高能粒子流在射向地面時發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此起到保護地球上的生命免受高能粒子流傷害的作用、地球赤道上空地磁場的磁感線方向是由南向北的，從太陽噴射出帶正電的粒子垂直與地面射向赤道，在地磁場的作用下，這些質(zhì)子偏轉(zhuǎn)方向是 ()a、向東b、向南c、向西d、向北【答案】 a20、如下圖，在垂直紙面向里的水平勻強磁場中，水平放置一根粗糙絕緣細直桿，有一個重力不能忽略、中間帶有小孔的帶正電小球套在細桿上?，F(xiàn)在給小球一個

9、水平向右的初速度v0，假設(shè)細桿足夠長，小球在運動過程中電量保持不變，桿上各處的動摩擦因數(shù)相同，那么小球運動的速度 v 與時間 t 的關(guān)系圖象可能是 ()【答案】 bd21、在如下圖勻強磁場中，一個質(zhì)量為m電量為 +q 的圓環(huán)套在一根固定的絕緣水平長直桿上，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為 ?，F(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度 v0，那么環(huán)在運動過程中克服摩擦所做的功大小可能為 ()a、 1mv02b、 0212m3 g 212m3 g 22 mv02b2 q 2d、 2 mv02b2 q 2c、【答案】abd22、帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，其受到的洛倫茲力的方向，以下表述正確的選項是()a、與磁場方向相同b、與

10、運動方向相同c、與運動方向相反d、與磁場方向垂直【答案】d23、以下各圖中，運動電荷的速度方向、磁場方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的選項是()【答案】b24、如下圖，一個質(zhì)量為m、電荷量為q 的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處在磁感應強度為b 的勻強磁場中( 不計空氣阻力) ?，F(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度圖像不可能是圖中的()【答案】 b25、一小磁針放置在某磁場未標出方向中，靜止時的指向如圖9 所示。以下分析正確的選項是 ()a、 n 極指向該點磁場方向b、 s 極指向該點磁場方向c、該磁場是勻強磁場d、 a 點的磁場方向水平向右【答案】

11、 a26、如下圖，帶正電的金屬環(huán)繞軸oo 以一定的角速度勻速旋轉(zhuǎn)，從右向左看為逆時針方向，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是()a、 n 極沿軸線向右b、 n 極沿軸線向左c、 n 極豎直向下d、 n 極豎直【答案】 a27、狄拉克曾經(jīng)預言，自然界應該存在只有一個磁極的磁單極子，其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布如圖甲所示 ，距離它 r 處的磁感應強度大小為bk k 為常數(shù)，其磁場分布與負點r 2電荷 q的電場如圖乙所示分布相似?，F(xiàn)假設(shè)磁單極子s 和負點電荷q 均固定，有帶電小球分別在s 極和 q 附近做勻速圓周運動。那么關(guān)于小球做勻速圓周運動的判斷正確的選項是()a、假設(shè)小球帶正電，其運動軌跡

12、平面可在b、假設(shè)小球帶正電，其運動軌跡平面可在c、假設(shè)小球帶負電，其運動軌跡平面可在d、假設(shè)小球帶負電，其運動軌跡平面可在s 的正上方，如圖甲所示q的正下方，如圖乙所示s 的正上方，如圖甲所示q的正下方，如圖乙所示【答案】 abc28、一束電子從上向下運動，在地球磁場的作用下，它將()a、向東偏轉(zhuǎn)b、向西偏轉(zhuǎn)c、向南偏轉(zhuǎn)d、向北偏轉(zhuǎn)【答案】 b29、質(zhì)子流從南向北進入勻強磁場，磁場方向是從東向西的，那么質(zhì)子所受洛侖茲力的方向為()a、向東b、向南c、向上d、向下【答案】 c30、兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1： 4，電量之比為1： 2，那么兩帶電粒子

13、受洛侖茲力之比為()a、 2： 1b、 1： 1c、 1： 2d、 1： 4【答案】 c31、在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向判斷不正確的選項是()【答案】 c32、在勻強磁場中，一帶電粒子沿著垂直磁感應強度的方向運動?，F(xiàn)將該磁場的磁感應強度增大為原來的2 倍，那么該帶電粒子受到的洛倫茲力()a、變?yōu)樵瓉淼乃姆种籦、增大為原來的4 倍c、減小為原來的一半d、增大為原來的2 倍【答案】 d33、質(zhì)量為m、電量為e 的電子的初速為零，經(jīng)電壓為u的加速電場加速后進入磁感應強度為的偏轉(zhuǎn)磁場磁場方向垂直紙面，其運動軌跡如下圖，那么()ba、加速電場的場強方向豎直向上b、偏轉(zhuǎn)磁場的磁場方向垂直紙面向里c、

14、能求出電子經(jīng)加速電場加速后，開始進入磁場時的動能d、能求出電子在磁場中所受的洛倫茲力的大小【答案】 cd34、蘭州市在無風的時候，雨滴是豎直下落的，假設(shè)雨滴帶正電，那么它的下落方向?qū)⑵?)a、東方b、西方c、南方d、北方【答案】a35、如下圖是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d 表示薄片的厚度，k 為霍爾系數(shù)，對于一個霍爾元件d、 k 為定值，如果保持電流i 恒定，那么可以驗證uh隨b 的變化情況、以下說法中正確的選項是()a、將永磁體的一個磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面對，uh將變大b、在測定地球兩極的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應保持水平c、在測定地球赤道上的磁場強弱時，霍爾元件的工作面應

15、保持水平d、改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，uh將發(fā)生變化【答案】 abd【二】填空題36、電子以 4 106m/s 的速率垂直射入磁感應強度為0.5t的勻強磁場中，受到的磁場力為n，如果電子射入磁場時的速度v 與 b 的方向間的夾角是180 ，那么電子所受的磁場力為n。【答案】 3.2 10-13、 037、一帶電量為q、質(zhì)量為 m的小球從傾角為的斜面上由靜止下滑，斜面處于磁感應強度為b的勻強磁場中，如下圖，那么小球在斜面上滑行的最大速度是?！敬鸢浮縨g cosbq38、如下圖，帶負電的小球從右端向左經(jīng)過最低點a 時，懸線張力為t1，當小球從左向右經(jīng)過最低點 a 時，懸線張力為t2，那么

16、t1t2填、或【答案】39、如下圖，一束 粒子自下而上進入一垂直紙面的勻強磁場后發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么磁場方向向，進入磁場后， 粒子的動能填“增加” 、“減少”或“不變” ?！敬鸢浮坷?、不變40、如下圖，陰極射線管(a 為其陰極 ) 放在蹄形磁鐵的n、 s 兩極間，射線管的a 端應接在直流高壓電源的極，此時，熒光屏上的電子束運動軌跡偏轉(zhuǎn)( 選填“向上” 、“向下”或“不”).【答案】負向下41、電視顯像管應用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理。實際上，在水平方向和豎直方向都有磁場，它們是水平方向的磁場使電子束產(chǎn)生方向的分速度，而方向的磁場使電子束產(chǎn)生水平方向的分速度?！敬鸢浮控Q直、豎直42、一初速為零的帶電粒子，經(jīng)

17、過電壓為u=3.0v 的電場加速后垂直進入磁感強度為b=6t 的勻強磁場中，帶電粒子的質(zhì)量是m=4000g，電量是q=6.0c ，那么帶電粒子所受的洛侖茲力為_ ，軌道半徑為_ 、【答案】 108n,2m【三】計算題43 、如下圖， 一質(zhì)量為0.4kg 、足夠長且粗細均勻的絕緣細管置于水平地面上，細管內(nèi)表面粗糙，外表面光滑；有一質(zhì)量為 0.1kg 、電荷量為 0.1c 的帶正電小球沿管以水平向右的速度進入管內(nèi)，細管內(nèi)徑略大于小球直徑，運動過程中小球電荷量保持不變，空間中存在垂直絕緣細管水平向里的勻強磁場，磁感應強度為1.0t 、取水平向右為正方向，g=10m/s 2(1) 帶電小球以 20m/

18、s 的初速度進入管內(nèi)，那么系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？(2) 小球以不同的初速度v0 進入管中，在細管未離開地面的情況下，求小球最終穩(wěn)定時的速度vt與初速度v0 的函數(shù)關(guān)系，并以初速度v0 為橫坐標，最終穩(wěn)定的速度vt 為橫坐標，在乙圖中畫出小球初速度和最終穩(wěn)定的速度的關(guān)系圖象?！敬鸢浮?1小球剛進入管內(nèi)時受到的洛侖茲力方向豎直向上，洛侖茲力大小為：n由于，小球與管的上壁有彈力，摩擦使球減速至：得：m/s球與管系統(tǒng)動量守恒：得：m/s系統(tǒng)產(chǎn)生內(nèi)能：代入數(shù)據(jù)得：(2 當小球初速小于m/s 時，小球與管的下壁有彈力，摩擦力使小球最終與管共速，系統(tǒng)動量守恒：代入數(shù)據(jù)得：(m/s 當初速度大于時細管離開

19、地面：代入數(shù)據(jù)得：m/s當小球初速時，小球與管的上壁有彈力，摩擦使球減速最終速度為vt ,即：m/s()關(guān)系如下圖、44、在如下圖的勻強電場中，沿電場線方向有a、 b 兩點， a、 b 兩點間的距離x=0.10m 。一個電荷量 q2.010 8 c 的點電荷所受電場力的大小f4.010 4 n。求：(1電場強度 e 的大??；(2將該點電荷從 a 點移至 b 點的過程中，電場力所做的功w。【答案】 1電場強度e 的大小4ef4.010 8 n/c2.0104 n/cq2.010(2 電場力所做的功wfs4.010 40.10j4.010 5 jm、 n 正對著放置， s 、s 分別為 m、n 板

20、上的小孔， s 、45、如下圖，相距為r 的兩塊平行金屬板121s 、 o三點共線，它們的連線垂直m、n，且 s o r. 以 o 為圓心、 r 為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在22磁感應強度為 b、方向垂直紙面向外的勻強磁場、d 為收集板，板上各點到o點的距離以及板兩端點的距離都為2r，板兩端點的連線垂直m、 n 板、質(zhì)量為m、帶電量為 q 的粒子經(jīng) s1進入 m、 n 間的電場后，通過 s 進入磁場、粒子在s 處的速度以及粒子所受的重力均不計、21(1) 當 m、 n 間的電壓為u 時，求粒子進入磁場時速度的大小v ；(2) 假設(shè)粒子恰好打在收集板d 的中點上，求 m、 n 間的電壓值 u0；(3)

21、 當 m、 n 間的電壓不同時，粒子從 s1 到打在 d上經(jīng)歷的時間 t 會不同，求 t 的最小值、【答案】 (1) 粒子從 s1 到達 s2 的過程中，根據(jù)動能定理得1qu 2mv22qu解得粒子進入磁場時速度的大小vm(2) 粒子進入磁場后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，有v2qvb mr qb2r 2由得，加速電壓u 與軌跡半徑r 的關(guān)系為u 2m當粒子打在收集板d 的中點時，粒子在磁場中運動的半徑r 0 rqb2r2對應電壓u0 2m(3)m 、n間的電壓越大，粒子進入磁場時的速度越大，粒子在極板間經(jīng)歷的時間越短，同時在磁場中運動軌跡的半徑越大， 在磁場中運動的時間也會越短， 出磁場后

22、勻速運動的時間也越短， 所以當粒子打在收集板 d 的右端時，對應時間 t 最短、根據(jù)幾何關(guān)系可以求得，對應粒子在磁場中運動的半徑r 3rqbr3qbr由得粒子進入磁場時速度的大小v m m粒子在電場中經(jīng)歷的時間tr23m v 3qb12粒子在磁場中經(jīng)歷的時間t3r. 3 mv 3qb2粒子出磁場后做勻速直線運動經(jīng)歷的時間tr3m3 v 3qb(33 )m粒子從 s1 到打在收集板 d 上經(jīng)歷的最短時間為t t 1 t 2 t 33qb46、如下圖，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質(zhì)量m=0.2g、電荷量 q=8 10-5c 的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略小、在管口所在水

23、平面mn的下方存在著垂直紙面向里、 磁感應強度b1=15t 的勻強磁場， mn面的上方還存在著豎直向上、場強 e=25v/m的勻強電場和垂直紙面向外、磁感應強度b2=5t 的勻強磁場、 現(xiàn)讓小車始終保持v=2m/s 的速度勻速向右運動，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界pq為計時的起點，測得小球?qū)軅?cè)壁的彈力fn隨高度 h 變化的關(guān)系如下圖、 g 取 10m/s2 ，不計空氣阻力、求：(1 小球剛進入磁場b1 時的加速度大小a；(2 絕緣管的長度l；(3 小球離開管后再次經(jīng)過水平面mn時距管口的距離x 、【答案】 1以小球為研究對象，豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1 ，故小球在管中豎直方向做勻加速

24、直線運動，加速度設(shè)為a，那么af1 mgqvb1mg2m/s 2mm(2 在小球運動到管口時，fn 2.4 10 3n，設(shè) v1 為小球豎直分速度，由fnfn22al得 lv21mqv1b1 ，那么 v12m/s 由 v12aqb1(3 小球離開管口進入復合場，其中qe 2 10 3n， mg 2 10 3n、故電場力與重力平衡，小球在復合場中做勻速圓周運動，合速度v 與 mn成 45角，軌道半徑為r，mvr2mqb2小球離開管口開始計時，到再次經(jīng)過mn所通過的水平距離x12r2m對應時間 t1 tms42qb24小車運動距離為x2， x2vtm2x=x1-x2=(2- /2 m47、如下圖，

25、 一帶電粒子以某一速度在豎直平面內(nèi)做直線運動，經(jīng)過一段時間后進入一垂直于紙面向里、磁感應強度為b 的勻強磁場區(qū)域圖中未畫出磁場區(qū)域，粒子飛出磁場后垂直電場方向進入寬為 l 的勻強電場。電場強度大小為e，方向垂直向上。當粒子穿出電場時速度方向改變了 45 角。帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為 q，重力不計。粒子進入磁場前的速度如圖與水平方向成 =60角。試解答：(1 粒子帶正電還是負電？(2 帶電粒子在磁場中運動時速度多大？(3 假設(shè)磁場區(qū)域為圓形，那么最小的圓形磁場區(qū)域的半徑為多大？【答案】 (1 根據(jù)粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的情況和左手定那么可知，粒子帶負電。(2 由于洛侖茲力對粒子不做功，故粒子以原來的速率進入電場中，設(shè)帶電粒子進入電場的初速度為 v0，在電場中偏轉(zhuǎn)時做類平拋運動，由題意知粒子離開電場時的末速度與初速度夾角為45，將末速度分解為平行于電場方向和垂直于電場方向的兩個分速度v x 和 v y，由幾何關(guān)系知vx =vy=v0vy=at