逍遥学能 2013-01-22 10:07
1.6 洛伦兹力初探 同步练习
同步测控
1．(单选)关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是( )
A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，只有可能受到洛伦兹力
B．电场力对放在电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对磁场中的电荷却不会做功
C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上
D．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
2．(单选)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，一定受到洛伦兹力的作用
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．洛伦兹力对带电粒子不做功
3．(单选)将空心线圈通以大小和方向改变的电流，由其某一端沿中心轴线方向射入一束电子流，则电子流在线圈内的运动情况是( )
A．简谐运动 B．匀速直线运动
C．匀变速直线运动 D．匀速圆周运动
4．(单选)如图1－6－5所示，磁场方向，正电荷的运动方向，电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直，则正确的是( )
图1－6－5
5．三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场 中，运动轨迹如图1－6－6所示，其中b粒子做匀速直线运动，则a粒子带________电，c粒子带________电．
图1－6－6
时训练
一、单项
1．有关洛伦兹力和 安培力的描述，正确的是( )
A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力与磁场方向平行
2．如图1－6－7所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )
图1－6－7
A．向纸内偏转 B．向纸外偏转
C．向下偏转 D．向上偏转
3．在图1－6－8中，洛伦兹力的方向判断不正确的是( )
图1－6－8
4．如图1－6－9所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，板间场强为E.两板间的空间中加匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一束电子以大小为v0的速度沿图中虚线方向射入，虚线平行于a、b板，要想电子沿虚线运动，则v0、E、B之间的关系应满足( )
图1－6－9
A．v0＝E/B B．v0＝B/E
C．v0＝E/Be D．v0＝Be/E
5．如图1－6－10所示，一电子束沿电流方向运动，则电子束将( )
图 1－6－10
A．偏向导线 B．远离导线
C．无偏转，做直线运动 D．不能确定
6．自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质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．相对于预定地点，稍向东偏
C．相地于 预定地点，稍向西偏
D．相地于预定地点，稍向北偏
7．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是( )
A．洛伦兹力对带电粒子做功
B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能
C．洛伦兹力的大小与速度无关
D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度 方向
8．一长方形金属块放在匀强磁场中，今将金属块通以如图1－6－11所示电流，则N两极的电势高低情况是( )
图1－6－11
A．φ＝φN B．φ＞φN
C．φ＜φN D．无法比较
二、双项
9．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
10．如图1－6－12所示，用绝缘线拴一绝缘小球，线上端固定于O点，线长为l，小球带正电．当小球摆过竖直线OC时，便进入或离开一个匀强磁场，磁场的方向垂直于小球的摆动平面，摆球沿着圆弧回摆动．下列说法中正确的是( )
图1－6－12
A．A点和B点处在同一个水平面上
B．A点和B点处线的拉力大小是相同的
C．小球向右或向左摆过D点时，洛伦兹力相同
D．小球向右或向左摆过D点时，线的拉力一样大
三、非选择题
11．判断图1－6－13所 示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力方向．
图1－6－13
12．某种物质发出的射线在磁场中分裂为3束，如图1－6－14所示，为什么？
图1－6－14
同步测控答案：
1.解析：选 D.静止的电荷在磁场中不可能受到洛伦兹力的作用，A错；尽管电场力对电荷可以做功，但如果电荷不动，则电场力做功为零，因此B也错；洛伦兹力的方向与磁感线及运动方向垂直，故C错，D正确．
2.解析：选D.洛伦兹力是磁场对不平行于磁场运动的电荷的作用力，故A、B错．洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向，始终不对运动电荷做功，不改变带电粒子的动能，但改变带电粒子的速度(因为v的方向变)，故选D.
3.解析：选B.根据通电螺线管的磁场特点，沿中心轴线射入的电子流与磁场平行，该束电子流不受磁场力，故电子束做匀速直线运动．
4.解析：选D.由左手定则可判定，A中力F应向下；B中力F应向右；C中力F应垂直纸面向外．
5.解析：做曲线运动的粒子受力总 是指向圆弧内侧，由左手定则和粒子运动轨迹可知，可以判断a带负电，c带正电．
答案：负 正
时训练答案：
1.解析：选B.导线与磁场方向平行时不受安培力，A错；洛伦兹力始终与速度方向垂直，始终不做功，C错；通电导线在磁场中受到的安培力方向始终与磁场垂直，D错．
2.解析：选D.阴极射线管所处的磁场垂直纸面向外，用左手定则判定时要注意四指应指向负电荷运动的反方 向．
3.解析：选C.由左手定则可以判定A、B、D正确，只有C不对，当电荷运动的方向与磁场平行时不受洛伦兹力．
4.解析：选A.要想使电子沿虚线运动，要求电子受到的电场力等于磁场力，即Eq＝Bqv0，v0＝E/B.
5.解析：选B.此题关键是用右手定则判定好电流周围的磁场方向，电子运动处为垂直纸面向里，再用左手定则判定洛伦兹力的方向向右，所以电子远离导线运动．注意四指指向电子运动的反方向．
6.解析：选B.地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电．根据左手定则可判定，质子自赤道上空向下的过程中受到洛伦兹力方向向东，因此向东偏．所以只有B对．
7.答案：B
8.解析：选C. 金属块通有向右的电流时，所受安培力方向应是竖直向上．因为金属块内运动的是电子，故电子受到向上的洛伦兹力的作用，极聚集的是负电荷，所以电势必低于N极．
9.解析：选BD.安培力是洛伦磁力的宏观表现，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．
10.解析：选AB.由于洛伦兹力不做功，此小球在摆动过程中只有重力做功，机械能守恒，故A和B处于同一水平面上，A项正确；由于A点和B点处于对称位置，速度又为零，绳对球的拉力和球的重力沿绳方向的合力大小相等，故B项正确；小球向左或向右经过D处的速度大小相等、方向相反，洛伦兹力大小相等、方向相反，故C项错误；而向左或向右经过D处的速度方向相反，洛伦兹力方向相反，但向心力的大小却是相等的，所以拉力不一样大，故D项错误．
11.答案：甲：竖直向上；乙：垂直纸面向外；丙：竖直向下；丁：垂直纸面向里
12.解析：射线在磁场中分裂为3束，是由于它们的电性不同造成的，向左偏转的射线，由左手定则可判定，应带正电；向右偏转的射线，应带负电；在磁场中不发生偏转的，不带电．