【金版学案】2014-2015学年高中物理 第一章 第六节洛伦兹力初探同步检测试题 粤教版选修1-1

第六节洛伦兹力初探

►达标训练

1．磁场对电流有作用力，对这个问题进行研究并且取得成功的科学家是( )

A．奥斯特 B．安培

C．法拉第 D．洛伦兹

答案：B

2．电子通过磁场时会发生偏转，这是因为受到( )

A．库仑力的作用 B．万有引力的作用

C．洛伦兹力的作用 D．安培力的作用

解析：洛伦兹力的方向与电荷的运动方向垂直，所以电子通过磁场时会发生偏转，因此C选项正确．

答案：C

3．关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是( )

A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用

B．电荷在电场中一定受电场力作用

C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致

D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直

解析：电荷在电场中一定受电场力的作用，正电荷受电场力方向与电场方向一致，静止电荷不受磁场力作用，运动电荷受磁场力作用时方向总是垂直于磁场方向．答案：B

4．对阴极射线管的认识，下列说法错误的是( )

A．阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置

B．借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹

C．阴极射线管内部抽成真空

D．阴极射线管工作时，它的阴极和阳极之间存在强电场

答案：B

5．一个电子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，方向与电子速度平行

C．此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直

D．此空间可能有电场，方向与电子速度垂直

解析：电荷在电场中一定受电场力的作用，正电荷受电场力方向与电场方向一致，当电

荷运动方向与磁场方向平行时，电荷不受洛伦兹力，A错，B对，电荷运动与电场或磁场垂直时，都受力作用且不平行于运动方向，电荷都会发生偏转．

答案：B

6．一个长螺线管中通有交流电，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，粒子将在管中：( )

A．作匀速运动 B．沿轴线来回运动

C．作匀加速直线运动 D．作圆周运动

解析：螺线管的磁场沿轴线方向，带电粒子沿管轴射入时不受洛伦兹力作用．

答案：A

7．(多选)在如下图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )

解析：由左手定则可知选项A、C正确．

答案：AC

没有理解相对论的相对论先驱

洛伦兹生于1853年，他是一位多才全能的物理学家，在物理学的许多领域中都作出了极为引人注目的贡献：经典电子论的创立、“洛伦兹力”的确定、“塞曼效应”的发现与解释、洛伦兹变换的确立等都凝聚着这位物理学家一生的心血，用物理学家拉莫的话讲：“概括洛伦兹一生的工作，相当于接收到一次半世纪的物理学史全面教育，而这半个世纪曾开创了物理学的新纪元．”

洛伦兹正是生活在物理学的革命时代，一方面，以牛顿力学为基础的经典物理学渐趋完善；另一方面，新的物理现象，新的发现的出现越来越暴露了经典物理学的缺陷，人们有必要彻底修正经典物理学大厦，麦克斯韦电磁波理论的成功，麦克斯韦预言的电磁波也为赫兹等人证实，电磁波在真空中的传播速度为光速，即每秒30万千米．令人疑惑的是电磁波的传播并没有指明参照系，这与经典运动是难以一致的，为此又有人提出了“以太”介质，即认为光及电磁波的传播速度是相对于以太而言的．

为了证实以太介质的存在，科学家们在长达几十年的时间里都在寻找证据，最后迈克尔逊的实验否定了以太的存在，以太渐渐为物理学家们所摈弃，从而进入了相对论时代．洛伦兹是以太学说的支持者之一，这位颇有成就的物理学家至死都没有放弃以太的存在．在迈克尔逊实验后，为了挽救以太，摆脱实验结果造成的令人困惑的局面，1892年，他提出了“收缩假说”，即认为物质运动时，由于组成物质粒子间相互作用的变化，物质将在运动方向上缩短，从而机械性地解释了迈克尔逊的实验结果．洛伦兹还发现，当电子高速运动时，电子的质量也会随运动速度的增加而增加，而当他把“收缩理论”中的时间t用另一与运动速度有关的时间t′(洛伦兹称为“运动系统中的本地时”)取代后，他发现他的“收缩理论”就呈现出一种和谐的美，这种空间收缩及时间的变换关系就是洛伦兹变换，它适用于一切惯性

坐标系．

在洛伦兹变换提出一年后(1905年)，爱因斯坦就创立了狭义相对论，从本质上揭示了时间与空间、物质和运动、质量和能量、动量和能量的统一性，其中很多结论与洛伦兹是相同的，以至于英国数学、物理学家惠特克把相对论的功绩全部归之于洛伦兹．然而物理本性上，洛伦兹理论是以以太为参考系，他所引进的时间t′仅作为数学上的一个辅助量，而没有赋给它真实的物理含意．事实上，在爱因斯坦提出相对论后，洛伦兹一直不承认相对论，当很多事实证实相对论的正确性时，他虽表示祝贺和赞誉爱因斯坦，但一定也不理解，他在相对论时代生活了20多年(1928年去世)，但至死都没有理解相对论．