2021高二物理寒假作业同步练习题：磁场对运动电荷的作用

1、1、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【答案】：B【解析】：由洛伦兹力公式F洛qvBsin 知，电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力的作用，A错误；由左手定则知洛伦兹力一定与磁场方向垂直，故D错误；电荷在电场中一定受到电场力的作用，受力方向与电场方向可能相同也可能相反，故B正确，C错误。2、每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生物有十分重要的意义。假设有一个带正电的

2、宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将()A.向东偏转 B.向南偏转C.向西偏转 D.向北偏转【答案】：A【解析】：赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线粒子竖直向下运动时，根据左手定则可以确定，它受到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转。A正确。3、下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()【答案】：B【解析】：根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向应向下，故A错、B对。C、D中都是vB，F0，故C、D都错。4、多选如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，若小球分别从A点和B点向最低点

3、O运动，则两次经过O点时()A小球的动能相同B丝线所受的拉力相同C小球所受的洛伦兹力相同D小球的向心加速度相同【答案】：AD【解析】：带电小球受到的洛伦兹力及绳的拉力跟速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O点时速度大小不变，动能相同，选项A正确；小球分别从A点和B点向最低点O运动，两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次经过O点时洛伦兹力方向相反，故绳的拉力大小不同，选项B、C错误；由a可知向心加速度相同，选项D正确。5. 如图所示，一个带正电q的带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场B中，带电体的质量为m，为了使它对水平的绝缘面恰好没有正

4、压力，则应该()A. 将磁感应强度B的值增大B. 使磁场以速率v向上运动C. 使磁场以速率v向右运动D. 使磁场以速率v向左运动【答案】：D【解析】：由于带电体对水平绝缘面恰好没有正压力，则物体受重力与洛伦兹力的作用，两者等大反向，再由左手定则判断可知此带电体必相对磁场向右运动，由平衡条件有Bqvmg，v，故正确答案为D。6.截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况()A在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C开始通电时，电子做定向移动并向b偏转D两个表面电势不同，a表面电势较高【答案】：A【解析】：金属导体靠电子导电，金属正离子

5、并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成。应用左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向。也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a表面的作用力，并在a表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b的表面“裸露”出正电荷层，并使b表面电势高于a表面电势。7.如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电量为Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()A.滑块受到的摩擦力

6、不变B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.B很大时，滑块可能静止于斜面上【答案】：C【解析】：根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，C正确；随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，A错误；B越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，B错误；由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面上，D错误。8.(多选)如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂

7、直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段()A. a、b一起运动的加速度减小 B. a、b一起运动的加速度增大C. a、b物块间的摩擦力减小 D. a、b物块间的摩擦力增大【答案】：AC【解析】：ab一起加速，对整体分析，整体受向下的磁场力，故地面给整体的摩擦力变大，则a，加速度减小。因a与整体加速度相同，则a受力为：fbamaa，加速度减小，则b对a的摩擦力减小，故AC正确。9.(多选)如图所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球，管道半径略大于球体半径，整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中；现给球施加一个水平

8、向右的初速度v0，以后小球的速度随时间变化的图象可能正确的是()【答案】：ACD【解析】：给小球施加一个水平向右的初速度，小球将受到向上的洛伦兹力，还受重力、可能有向后的滑动摩擦力；若重力小于洛伦兹力，小球受到向下的弹力，则受到摩擦力，做减速运动，当洛伦兹力等于重力时，做匀速运动，故C正确；若重力大于洛伦兹力，小球受到向上的弹力，则受到摩擦力，将做减速运动，随洛伦兹力的减小，压力变大，摩擦力变大，加速度逐渐变大，最后速度为零，故D正确；若洛伦兹力等于小球的重力，小球将做匀速直线运动，故A正确。10、(多选)如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一

9、带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动。下列说法中正确的是()A.微粒一定带负电B.微粒的动能一定减小C.微粒的电势能一定增加D.微粒的机械能一定增加【答案】：AD【解析】：微粒进入场区后沿直线ab运动，则微粒受到的合力或者为零，或者合力方向在ab直线上(垂直于运动方向的合力仍为零)。若微粒所受合力不为零，则必然做变速运动，由于速度的变化会导致洛伦兹力变化，则微粒在垂直于运动方向上的合力不再为零，微粒就不能沿直线运动，因此微粒所受合力只能为零而做匀速直线运动；若微粒带正电，合力不可能为零，故微粒一定带负电，故A正确，B错误；静电力做正功，微粒电势能减小，机械能增加，故C错误，D正确。

10、11.如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为。一质量为m、带电荷量为q的圆环A套在OO棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为，且tan 。现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2)圆环A能够达到的最大速度为多大？【答案】：(1)gsin (2)【解析】：(1)由于tan ，所以环将由静止开始沿棒下滑。环A沿棒运动的速度为v1时，受到重力mg、洛伦兹力qv1B、杆的弹力FNI和摩擦力Ff1，Ff1FN1。根据牛顿第二定律，对圆环A沿棒的方向：mgsin

11、Ff1ma垂直棒的方向：FN1qv1Bmgcos 所以当Ff10(即FN10)时，a有最大值am，且amgsin 此时qv1Bmgcos ，解得v1。(2)设当环A的速度达到最大值vm时，环受杆的弹力为FN2，方向垂直于杆向下，摩擦力Ff2FN2。此时应有a0，即mgsin Ff2。在垂直杆方向上FN2mgcos qvmB，解得vm。12.如图所示，质量为m1 kg、电荷量为q5102 C的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m的固定的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E100 V/m，方向水平向右；B1 T，方向垂直纸面向里。求：(g取10 m/s2)(1)滑块到达圆弧轨道最低点C时的速度；(2)在C点时滑块所受的洛伦兹力；(3)滑块到达C点时对轨道的压力大小。【答案】：(1)2 m/s，方向水平向左(2)0.1 N，方向竖直向下(3)20.1 N【解析】：以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；静电力