磁场对运动电荷的作用试题

磁场对运动电荷的作用试题

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磁场对运动电荷的作用练习题

1．带电荷量为＋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，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变

C ．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直

D ．粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 答案 B

2．如图1所示，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．

3．如图所示，半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A 点以速度v 0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B 点射出，若∠AOB ＝120°，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )

A.2πr

3v 0 B.23πr 3v 0

C.πr

3v 0

D.3πr 3v 0

答案 D

4．如图4所示，质量为m ，电荷量为＋q 的带电粒子，以不同的初速度两次从O 点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从M 、N 两点射出磁场，测得OM ∶ON ＝3∶4，则下列说法中错误的是

( )

A ．两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4

B ．两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4

C ．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4

D ．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3 答案 AD

5如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场，经过Δt 时间从C 点射出磁场，OC 与OB 成60°角．现将带电

粒子的速度变为v

3，仍从A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时

间变为

( )

A.1

2Δt

B ．2Δt

C.1

3

Δt

D ．3Δt

答案 B

6利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图

中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分

别为2d 和d 的缝，两缝近端相距为L .一群质量为m 、电荷量为q ，具有不同速度的粒子 从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场，对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子，下列说

法正确的是

( )

A ．粒子带正电

B ．射出粒子的最大速度为

qB (3d ＋L )

2m

C ．保持d 和L 不变，增大B ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大

D ．保持d 和B 不变，增大L ，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 答案 BC

7 质量和电荷量都相等的带电粒子M 和N ，以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图17中虚线所示．下列表述正确的是 ( )

A ．M 带负电，N 带正电

B ．M 的速率小于N 的速率

C ．洛伦兹力对M 、N 做正功

D ．M 的运行时间大于N 的运行时间 答案 A

8如图所示，MN 是磁感应强度为B 的匀强磁场的边界．一质量为m 、电荷量

为q 的粒子在纸面内从O 点射入磁场．若粒子速度为v 0，最远能落在边界上的A 点．下列说法正确的有

( )

A ．若粒子落在A 点的左侧，其速度一定小于v 0

B ．若粒子落在A 点的右侧，其速度一定大于v 0

C ．若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内，其速度不可能小于v 0－qBd

2m

D ．若粒子落在A 点左右两侧d 的范围内，其速度不可能大于v 0＋qBd

2m

答案BC

9 ．如图所示的虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束

电子以不同的速率从O点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后，分别从a、b、c、d四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间t a、t b、t c、t d，其大小关系是()

A．t a

C．t a＝t b>t d>t c D．t a＝t b>t c>t d

答案 D

10 ．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB

相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则

()

A．经过最高点时，三个小球的速度相等

B．经过最高点时，甲球的速度最小

C．甲球的释放位置比乙球的高

D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变

答案CD

11. 带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图2所示，所受的重力

和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时

间内，带电质点将()

A．可能做直线运动

B．可能做匀减速运动

C．一定做曲线运动

D．可能做匀速圆周运动

答案 C

12 ．如图所示，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，细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中(不计空气阻力)．现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的()

图3

答案ACD

13 ．带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图4所示．运动中经过b点，Oa＝Ob，