卷子答案网-一个不只有答案的网站高中物理选择性必修二
1.2 磁场对运动电荷的作用力
一、选择题
1． 下列说法正确的是（ ）
A．电荷放入磁场中一定受洛伦兹力的作用，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直
B．磁感应强度的定义式，因此与的变化有关
C．磁通量既有大小又有方向所以是矢量
D．电场力可以做正功、负功或者不做功，但洛伦兹力永远不做功
2．如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，放射源能放出、、三种射线，两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极连接。放射源发出的射线从其上方小孔向外射出，下列说法正确的是（ ）
A．到达A板的射线穿透能力最强
B．到达B板的射线穿透能力最强
C．到达A板的射线为射线，是原子核内的中子转化为质子时放出的
D．到达B板的射线电离本领最强，可以用于治疗肿瘤
4．如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（ ）
A．小球刚进入磁场时受到的洛仑兹力水平向右
B．小球运动过程中的速度不变
C．小球运动过程的加速度保持不变
D．小球受到的洛仑兹力对小球做正功
5．物理学上的四种基本相互作用是（ ）
A．万有引力、相互作用力、电磁力、强力
B．重力、弹力、摩擦力、其它力
C．作用力、反作用力、电磁力、强力
D．万有引力、电磁力、弱力、强力
6．太阳风含有大量高能质子与电子射向地球时，地磁场改变了这些带电粒子的运动方向，从而使很多粒子到达不了地面。另一小部分粒子则可能会在两极汇聚从而形成炫丽的极光。赤道上空处的磁感应强度为，方向由南指向北，假设太阳风中的一质子以速度竖直向下运动穿过处的地磁场，如图所示。已知质子电荷量为，此时该质子受到的洛伦兹力（ ）
A．方向向北 B．方向向南 C．方向向东 D．大小为
7．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )
A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转
二、多项选择题
8．图中的带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（ ）
A． B．
C． D．
9． 如图所示，圆心角为的扇形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，点为半径的中点。现有比荷相等的两个带电粒子、，以不同的速率先后从点沿方向射入磁场，粒子从点射出磁场，粒子从点射出磁场，不计两粒子重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．粒子带正电，粒子带负电
B．粒子在磁场中运动时间较长
C．粒子、的速度大小之比为4：1
D．粒子、的向心加速度大小之比为1：5
三、非选择题
10．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。
11．如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。
①求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；
②为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。
12．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的带正电的小球，其质量为m，带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E，磁感应强度为B，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(设小球电荷量不变)。
13．如图，A、C两点分别位于x轴和y轴上，∠OCA=30°，OA的长度为L。在△OCA区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以平行于y轴的方向从OA边射入磁场。已知粒子从某点射入时，恰好垂直于OC边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为t0。不计重力。
①求磁场的磁感应强度的大小；
②若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场，恰好从OC边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；
③若粒子从某点射入磁场后，其运动轨迹与AC边相切，且在磁场内运动的时间为 ，求粒子此次入射速度的大小。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】C
3．【答案】C
4．【答案】A
5．【答案】D
6．【答案】C
7．【答案】A
8．【答案】B,D
9．【答案】B,D
10．【答案】（1）根据题图可知，粒子运动速度方向跟磁场方向垂直，跟竖直方向夹角为30°，根据左手定则可以判断力的方向垂直于速度方向左上方，于竖直夹角为60°，大小是qvB；
（2）根据题图可知，粒子运动速度方向跟磁场方向夹角60°，根据左手定则可以判断力的方向垂直纸面向里，大小为 ；
（3）根据题图可知，粒子运动速度方向跟磁场方向垂直，根据左手定则可以判断力的方向垂直纸面向里，大小为qvB；
（4）根据题图可知，粒子运动速度方向跟磁场方向垂直，根据左手定则可以判断力的方向垂直于速度方向左上方，大小为qvB。
11．【答案】解：①洛伦兹力提供向心力，有
带电粒子做匀速圆周运动的半径
匀速圆周运动的周期
②粒子受电场力 ，洛伦兹力 ，粒子做匀速直线运动，则
电场强度E的大小
12．【答案】小球下滑的开始阶段受力情况如图所 示：根据牛顿第二定律得mg－μFN＝ma，又因为FN＝F电－F洛＝qE－qvB，当v增大到使F洛＝F电，即 时，摩擦力F＝0，则最大加速度 当v>v1时，小球受力情况如图所示：由牛顿第二定律有：mg－μFN＝ma，因为FN＝F洛－qE，F洛＝qvB所以当v大到使摩擦力F＝mg时，a＝0，此时v达到最大值，即：mg＝μ(qvmaxB－qE)，所以最大速度
13．【答案】解：①粒子在磁场中做匀速圆周运动，在时间 内其速度方向改变了 ，故其周期： ①设磁感应强度大小为B，粒子速度为 v ，圆周运动的半径为 r ，由洛伦兹力公式和牛顿定律得：②匀速圆周运动的速度满足： ③联立①②③式得： ④②设粒子从OA变两个不同位置射入磁场，能从OC边上的同一点P射出磁场，粒子在磁场中运动的轨迹如图（a）所示：设两轨迹所对应的圆心角分别为 和 。由几何关系有： ⑤粒子两次在磁场中运动的时间分别为 t1 与 t2 ，则： ⑥③如图（b），由题给条件可知，该粒子在磁场区域中的轨迹圆弧对应的圆心角为 。设 为圆弧的圆心，圆弧的半径为 r0 ，圆弧与AC相切与B点，从D点射出磁场，由几何关系和题给条件可知，此时有⑦⑧设粒子此次入射速度的大小为 v0 ，由圆周运动规律： ⑨联立①⑦⑧⑨式得：⑩
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