高中物理-磁场4磁场对运动电荷的作用-洛伦兹力学业分层测评-教科版选修VIP免费

4磁场对运动电荷的作用-洛伦兹力(建议用时：45分钟)[学业达标]1．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【解析】根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A错，B对．根据f＝qvB，可知洛伦兹力的大小与速度有关．洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向，不改变速度的大小．【答案】B2．如图中所示的是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对电荷洛伦兹力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】本题考查公式F＝qvB中各物理量的关系．由左手定则可知F⊥B，F⊥v，B与v可以不垂直，故A、B、C正确，D错误．【答案】D3．关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是()A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B【解析】由左手定则知F⊥B，F⊥v，但v与B不一定垂直，故B正确，其余都错．【答案】B4．匀强磁场中一个运动的带电粒子，受到洛伦兹力F的方向如图3-4-10所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是()图3-4-10A．粒子带负电，向下运动B．粒子带正电，向左运动C．粒子带负电，向上运动D．粒子带正电，向右运动【解析】据左手定则，让磁感线穿过掌心，拇指指向F的方向，可判断出四指向上，这样存在两种可能：粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动，故A正确，B、C、D错误．【答案】A5．带电油滴以水平向右速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图3-4-11所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是()【导学号：33410131】图3-4-11A．油滴必带正电荷，电荷量为mgv0BB．油滴必带正电荷，荷质比qm＝gv0BC．油滴必带负电荷，电荷量为mgv0BD．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝mgv0B【解析】由于带电的油滴进入磁场中恰做匀速直线运动．且受到的重力向下，洛伦兹力方向必定向上．由左手定则可知油滴一定带负电荷，且满足mg－qv0B＝0.所以q＝mgv0B，故C正确．【答案】C6．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A．速率越大，周期越大B．速率越小，周期越大C．速度方向与磁场方向平行D．速度方向与磁场方向垂直【解析】电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期T＝2πmqB，与速率无关，A、B均错．运动方向与磁场方向垂直，C错，D对．【答案】D7．如图3-4-12所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负离子(质量相同)以相同速率沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负离子在磁场中运动的时间之比为()图3-4-12A．1∶2B．2∶1C．1∶3D．1∶1【解析】作出轨迹，找出轨迹所对圆心角是解题的关键，如图所示．t1＝16T＝13·πmqB，t2＝13T＝13·2πmqB，所以t2∶t1＝2∶1，即B选项正确．带负电离子的轨迹图带正电离子的轨迹图【答案】B8．如图3-4-13所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，最后到达感光板上的P点．经测量P、O间的距离为l，不计带电粒子受到的重力．求：【导学号：33410132】图3-4-13(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小；(2)带电粒子的质量．【解析】(1)由洛伦兹力公式得f＝qvB.(2)由洛伦兹力提供向心力得qvB＝mv2r由题意得r＝l2联立解得粒子的质量为m＝qBl2v.【答案】(1)qvB(2)qBl2v[能力提升]9．(多选)如图3-4-14所示，空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界．一由两种粒子组成的细束粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷都相同，且都包含不同速率的粒子，不计重力．下列说法正确的是()图3-4-14A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运...