2018新导练物理同步人教选修1-1全国通用版训练题：课时训练10磁场对运动电荷的作用

课时训练10磁场对运动电荷的作用
题组一洛伦兹力的理解
1.电场水平向右,电子在磁场中的运动方向平行,则该电子()
A.不受洛伦兹力
B.受洛伦兹力,方向向上
C.受洛伦兹力,方向向下
D.受洛伦兹力,方向向左
解析:当带电粒子运动方向与磁场方向平行时,粒子不受洛伦兹力作用,故选项A正确.
答案:A
2.(双选)下列说法正确的是()
A.所有电荷在电场中都要受到电场力的作用
B.所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用
C.一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用
D.运动电荷在磁场中,只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时,才受到磁场力的作用
解析:电荷在电场中都受电场力,选项A正确;静止的电荷不受磁场力,B项错误;即使是运动的电荷,当运动方向与磁场方向平行时也不受磁场力作用,C项错误,D项正确.
答案:AD
3.如图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对电荷作用力F的相互关系图,这四个图中画得不正确的是(B、v、F两两垂直)()
解析:磁感应强度B、负电荷运动的方向和洛伦兹力的方向符合左手定则,但对负电荷,四指应该指向其运动的反方向,所以只有D项不符合.
答案:D
4.如图所示,一电子从左向右飞入匀强磁场,关于电子受到的洛伦兹力的方向,下列说法正确的是()
A.向左
B.向右
C.向下
D.向上
解析:利用左手定则可判断电子在磁场中运动所受洛伦兹力的方向,题图所示电子受到的洛伦兹力方向向上.选项D正确.
答案:D
5.(双选)关于安培力和洛伦兹力,下面的说法中正确的是()
A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力
B.安培力和洛伦兹力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C.安培力和洛伦兹力,二者是等价的
D.安培力对通电导体能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功
解析:安培力是洛伦兹力的宏观表现,其本质都是磁场对运动电荷的作用,所以A错,B对,C错;洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向,所以不做功,而安培力却可以与运动方向不垂直,所以可以做功,D对.
答案:BD
题组二带电粒子在磁场中的运动
6.一个带电粒子在穿过某一空间而未发生偏转,则()
A.此空间一定不存在磁场
B.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向平行
C.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向垂直
D.可能带电粒子速度太小
答案:B
7.每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来,地磁场可以改变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.假设有一带正电的宇宙射线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
解析:地球表面地磁场方向由南向北,根据左手定则可判定,带正电的粒子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东.
答案:A
8.如图是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是()
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向
D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
解析:要使荧光屏上的亮线向下偏转,若加磁场,应使电子所受的洛伦兹力方向向下,电子运动方向沿x 轴正方向,由左手定则可知,磁场方向应沿y轴正方向,选项B正确.若加电场,电场方向应沿z轴正方向.
答案:B
9.如图所示,匀强磁场的方向垂直于纸面向里,P和Q是两个带电粒子在磁场中的运动径迹,图中箭头表示粒子的运动方向.那么,径迹为P的粒子的电性为,径迹为Q的粒子的电性
为.(均选填“正”或“负”)
解析:由左手定则可判定,径迹为P的粒子带正电,径迹为Q的粒子带负电.
答案:正负
10.如图所示,电视机显像管中的一束向右运动的电子束向上偏转,则管颈处的偏转线圈所提供的磁场是什么方向?
解析:电子束在磁场中偏转,根据左手定则可判断出偏转线圈提供的磁场方向为垂直于纸面向外.
答案:垂直于纸面向外.
(建议用时:30分钟)
1.关于洛伦兹力的做功情况,正确的是()
A.洛伦兹力可能做正功
B.洛伦兹力一定做功
C.洛伦兹力可能做负功
D.洛伦兹力一定不做功
解析:因为洛伦兹力总与电荷运动方向垂直,所以只改变速度方向,而不改变速度大小,因此洛伦兹力永不做功.
答案:D
2.(双选)关于洛伦兹力方向的判定,以下说法正确的是()
A.用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷定向运动的方向相同
B.用左手定则判定洛伦兹力方向时,“四指指向”与电荷运动形成等效电流的方向相同
C.正电荷在磁场中受洛伦兹力的方向即是该处磁场的方向
D.若将在磁场中的运动电荷+q换为-q且速度方向反向,则洛伦兹力的方向不变
解析:运用左手定则时,“四指指向”应沿电荷定向运动形成的等效电流方向,而不一定沿电荷定向运动方向,因为负电荷定向运动形成电流的方向与其运动方向相反.通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的关系可知:两者方向相互垂直,而不是相互平行.
答案:BD
3.在你身边,若有一束电子从上而下运动,在地磁场的作用下,它将()
A.向东偏转
B.向西偏转
C.向北偏转
D.向南偏转
解析:此题关键要弄清地磁场的方向,再用左手定则判定.因为地磁场方向由地磁北极指向地磁南极,所以由地理南极指向地理北极,即在我们身边地磁场的水平分量水平向北.因此当电子由上而下运动时,由左手定则可以判知,电子受洛伦兹力方向向西,故应向西偏转,选项B正确.
答案:B
4.下列说法正确的是()
A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力作用
B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度
D.磁场力与电荷运动方向及磁场方向一定都垂直
解析:运动电荷的受力不仅与B、q、v的数值有关,还与B和v的方向有关;当v与B平行时,运动电荷受洛伦兹力为零,v与B垂直时受洛伦兹力最大,所以A、B项错;速度是矢量,洛伦兹力因为总与速度垂直,所以不改变其速度大小,但会改变速度方向,故C项错;洛伦兹力总是垂直于B和v所决定的平面,故D项正确.
答案:D
5.如图所示,有一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场,一束电子流以初速度v沿水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的电场强度大小和方向是()
A.,竖直向上
B.,水平向左
C.Bv,垂直于纸面向里
D.Bv,垂直于纸面向外
解析:由左手定则可知,电子受洛伦兹力方向垂直于纸面向里,故其所受电场力方向垂直纸面向外,二力大小相等,即qvB=Eq,则E=vB,电场方向与电子受电场力方向相反,故选C.
答案:C
6.下图中已经画出磁场方向和电荷的运动方向,请画出洛伦兹力方向.
答案:如图所示
7.
如图所示,如果在电子射线管上方平行于管轴放置一根载流导线,电流方向如图所示,电子射线将向什么方向偏转?电流反向后情况会如何?想一想为什么禁止将磁铁靠近正在播放节目的电视机?
解析:首先据安培定则判定通电直导线在射线管处产生磁场的方向是垂直纸面向里,据左手定则可判断电子流受洛伦兹力向下(四指指电子运动的反方向).当电流反向后,磁场也反向,则受洛伦兹力反向,应由向下偏变为向上偏.
答案:向下偏转向上偏转电视机显像是靠电子轰击荧光屏产生的,磁场将影响电子运动的轨迹,影响图像质量.
8.在垂直于纸面向外的匀强磁场B中,垂直于磁场方向向上射出三束粒子束a、b、c,偏转轨迹如图甲所示:
(1)确定三束粒子束的电性;
(2)如图乙若加的是水平向右的匀强电场E,试确定三束粒子束的电性.
解析:用左手定则不难确定题图甲所示磁场中三束粒子束的电性,而换成水平向右的匀强电场时,据电场力特点可判定三束粒子束的电性.
答案:(1)a带负电,b不带电,c带正电(2)a带负电,b不带电,c带正电。