高中物理课时作业17研究洛伦兹力粤教版选修3_1

课时分层作业（十七）研究洛伦兹力

（时间：40 分钟分值：100 分）

[ 基础达标练]

一、选择题（本题共 6 小题，每小题6分）

1．一个长直螺线管中通有大小和方向都随时间变化的交变电流，把一个带电粒子沿如图所示的方向沿管轴线射入管中，则粒子将在管中（）

A. 做匀速圆周运动

B.沿轴线来回振动

C.做匀加速直线运动

D.做匀速直线运动

D [ 通有交变电流的螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应做匀速直线运动. ]

2. 宇宙中的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电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. 相对于预定地面向东偏转

C. 相对于预定点稍向西偏转

D. 相对于预定点稍向北偏转

C [ 地球表面的磁场方向由南向北，电子带负电，根据左手定则可判定，电子自赤道上

空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向西，故C项正确.]

3 .如图所示，电视显像管中有一个电子枪，工作时它能发射电子，荧光屏被电子束撞击

就能发光.在偏转区有垂直于纸面的磁场B1和平行纸面上下的磁场R，就是靠这样的磁场来

使电子束偏转，使整个荧光屏发光. 经检测仅有一处故障：磁场B不存在，则荧光屏上（）

A. 不亮

B.仅有一个中心亮点

C.仅有一条水平亮线

D.仅有一条竖直亮线

C [由图可知，电子运动的方向向右，则等效电流的方向向左；当磁场B i不存在，只存

在平行纸面上下的磁场B2时，根据左手定则可知，电子只受到与B2垂直的垂直于纸面向里或

垂直于纸面向外的洛伦兹力的作用，则电子打在荧光屏上的点是沿水平方向的线，则荧光屏上仅有一条水平亮线.故C正确，A B D错误.]

4. 如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则（）

A. 板左侧聚积较多的电子，使b点电势高于a点电势

B. 板左侧聚积较多的电子，使a点电势高于b点电势

C. 板右侧聚积较多的电子，使a点电势高于b点电势

D. 板右侧聚积较多的电子，使b点电势高于a点电势

C [铜板靠电子导电，电子运动方向向上，根据左手定则，电子受洛伦兹力向右，所以

板右侧聚积较多的电子，电势较低. ]

5. 一根中空的绝缘圆管放在光滑的水平桌面上•圆管底端有一个带正电的光滑小球•小

球的直径略小于圆管的内径•空间存在一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示•现用一拉

力F拉圆管并维持圆管以某速度水平向右匀速运动，则在圆管水平向右运动的过程中（）

A. 小球做类平抛运动，且洛伦兹力不做功

B. 小球做类平抛运动，且洛伦兹力做正功

C. 小球所受洛伦兹力一直沿圆管向管口方向

D. 小球的运动很复杂，以上说法都不对

A [洛伦兹力总是与速度垂直，不做功；设圆管运动速度为v i，小球垂直于圆管向右的

分运动是匀速直线运动•小球沿圆管方向受到洛伦兹力的分力F i = qv i B, q、v i、B均不变，F i

不变，则小球沿圆管做匀加速直线运动•与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，

洛伦兹力方向不断变化，由于洛伦兹力和速度方向相互垂直，故洛伦兹力不做功，故 B C D

错误，A正确.]

6 •如图所示，一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上，并处于方向垂直纸面向外，

磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m带电荷量为+ Q的小滑块从斜面顶端由静止下

滑，在滑块下滑的过程中，斜面体静止不动，下列判断正确的是（）

A. 滑块受到的摩擦力逐渐增大

B. 滑块沿斜面向下做匀加速直线运动

C. 滑块最终要离开斜面

D. 滑块最终可能静止于斜面上

C [小滑块带正电，由左手定则判断知，滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向上，故

垂直于斜面方向：N+ qvB= mg cos 0，平行于斜面方向：mg sin 0 -f = ma其中f =卩N,联

立得到f =卩（mg cos 0 —qvB）, a=g sin 0 —q YB L，由于a 与v 同向，故v

增大，f减小，a增加，故A错误，B错误；当洛伦兹力等于重力垂直斜面分力时，支持力为零，此后滑块离开斜面，故C正确，D错误.]

二、非选择题（14分）

7 •如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长为L的悬线，拉一质量为m带

有+ q的电荷量的小球，将摆球与悬线拉至右侧与磁感线垂直的水平位置由静止释放，试求摆

球通过最低位置时绳上的拉力.

［解析］由左手定则判断摆球所受洛伦兹力方向向下，根据牛顿第二定律：F—Bqv—mg

2

v

=mL

根据动能定理：mg—f mV，联立得：F= 3m叶B^2gL.

［答案］3mg+ Bq 2gL

［能力提升练］

一、选择题（本题共4小题，每小题6分）

1. 图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，

导线中通有大小相等的电流，方向如图所示•一带负电的粒子从正方形中心0点沿垂直于纸

面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（）

A.向上

B.向下

C.向左

D.向右

A ［根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，而a与c导线产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则得磁场方向水平向左，当一带负电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向上. 故

A正确，B、C D错误.］

2. （多选）如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置

处于方向如图所示的匀强磁场B中•现给滑环一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运

动，则滑环在杆上的运动情况可能是（）

A. 始终做匀速运动

B. 开始做减速运动，最后静止于杆上

C. 先做加速运动，最后做匀速运动

D. 先做减速运动，最后做匀速运动

ABD ［带电滑环向右运动时所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关.由

于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：（1）当洛伦兹力等于重力，则滑环做匀速运动. （2）当洛伦兹力开始时小于重力，滑环将做减速运动，

最后停在杆上.（3）当洛伦兹力开始时大于重力，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑

环与杆之间的挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压力为零时，摩擦力为