2024-2025学年高中物理同步测练19磁吃运动电荷的作用-洛伦兹力含解析教科版选修3-1VIP

PAGE10-磁场对运动电荷的作用-洛伦兹力1下列有关带电粒子与静止磁场的关系的说法正确的是(

)A.带电粒子在磁场中运动时,其所受的磁场力可能为零

B.在磁场中运动的粒子,速度越大,其所受的磁场力越大

C.在磁场中运动的粒子,速度越大,其所受的磁场力越小

D.静止的带电粒子在磁场中也可能受到磁场力的作用2、在如图所示的四幅图中,正确标明白带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是()3、如图所示,宇宙射线中存在高能带电粒子,假如这些粒子到达地球表面,就会给地球上的生物带来危害,依据地磁场的分布特点,推断下列说法中正确的是()A.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强,赤道旁边最弱B.地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道旁边最强,南北两极最弱C.地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球四周各处相同D.地磁场对宇宙射线无阻挡作用4、如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面对里、磁感应强度为B的匀强磁场.一带电粒子从坐标原点O处以速度v沿y轴正方向进入磁场，最终从射出磁场,不计粒子重力，该带电粒子的电性和比荷是()A.正电荷，B.负电荷，C.正电荷， D.负电荷，5如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块,叠放在粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面对里的匀强磁场,现用恒力F拉b物块,使a、b—起无相对滑动地向左加速运动,那么,在加速运动阶段,a所受的摩擦力的方向及大小的改变状况为(

)A.向左,增大

B.向左,减小

C.向左,不变

D.先向左后向右,先减小后增大6、如图所示，是垂直于纸面对里的匀强磁场的边界.磁场的磁感应强度分别为，且.—质量为m、电荷量为q的带电粒子垂直于边界从P点射人磁场，后经f点进人磁场，并最终从边界射出磁场区域.不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为()A.B.C.D.7、用洛伦兹力演示仪可以视察电子在磁场中的运动径迹.图甲是洛伦兹力演示仪的实物图,图乙是结构示意图.励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场,励磁线圈中的电流越大,产生的磁场越强.图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射人磁场.下列关于试验现象和分析正确的是(

)A.仅增大励磁线圈中的电流,电子束径迹的半径变小

B.仅上升电子枪加速电场的电压,电子束径迹的半径变小

C.仅上升电子枪加速电场的电压,电子做圆周运动的周期将变小

D.要使电子形成如图乙中的运动径迹,励磁线圈应通以逆时针方向的电流8、带电粒子进入云室会使云室中的气体分子电离,从而显示其运动轨迹。如图是在有匀强磁场的云室中视察到的粒子的轨迹,a和b是轨迹上的两点,匀强磁场B垂直纸面对里。该粒子在运动时,其质量和电荷量不变,而动能渐渐削减,下列说法正确的是(

)A．粒子先经过b点，再经过a点B．粒子先经过a点，再经过b点C．粒子带正电D．粒子带负电9、一个带负电的小球在轻绳拉力作用下在光滑绝缘水平面上围着竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示．若小球运动到A点时绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动状况，以下说法中正确的是()A．小球做逆时针匀速圆周运动，半径大于原绳长B．小球做逆时针匀速圆周运动，半径等于原绳长C．小球做顺时针匀速圆周运动，半径大于原绳长D．小球做顺时针匀速圆周运动，半径小于原绳长10如图所示,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別从M、N两点射出磁场,测得OM:ON=3:4,则下列说法错误的是(

)A.两次带电粒子在磁场中经验的时间之比为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4:311、如图所示,两个横截面分别为圆形和正方形、磁感应强度相同的匀强磁场,圆的直径等于正方形的边长,两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域,速度方向均与磁场方向垂直.进入圆形区域的电子速度方向正对圆心,进入正方形区域的电子是沿一边的中心且垂直于边界线进入的,则()A.两个电子在磁场中运动的轨迹半径肯定相同B.两个电子在磁场中运动的时间有可能相同C.进人圆形区域的电子肯定先飞离磁场D.进入圆形区域的电子肯定不会后飞离磁场12、如图所示,斜面上表面光滑绝缘,倾角为,斜面上方有一垂直纸面对里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m、带电荷量为+q的小球在斜面上被无初速度释放,假设斜面足够长,则小球从释放起先,下滑多远后离开斜面.13、如图所示的狭长区域内有垂直于纸面对里的匀强磁场,磁场区域的左、右两边界均沿竖直方向,距离为L,磁感应强度的大小为B.某种质量为m、电荷量为q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为.不计粒子的重力.求:1.该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;2.该粒子的运动速率;3.该粒子在磁场中运动的时间.1答案及解析：答案：A解析：带电粒子在磁场中运动时,假如运动方向与磁场早行,则不受洛伦兹力作用,故A正确;依据公式f=,速度大,洛伦兹力不肯定大,还要看的状况,故B错误;依据公式f=,速度大,老伦兹力也不肯定小,还要看的状况,故C错误;依据公式f=,静止的带电粒子在磁场中肯定不受洛伦兹力,故D错误。2答案及解析：答案：B解析：由左手定则可知,A图中粒子所受洛伦兹力竖直向下,故A错误;由左手定则可知,B图中粒子所受洛伦兹力竖直向上,故B正确;由左手定则可知,C图中粒子所受洛伦兹力竖直纸面对里,故C错误;由左手定则可知,D图中粒子所受洛伦兹力垂直纸面对外,故D错误.3答案及解析：答案：B解析：高能带电粒子受到地磁场的洛伦兹力作用而发生偏转.南、北两极处磁场方向几乎与地面垂直,在赤道旁边磁场的方向几乎与地面平行,结合洛伦兹力的特点可知.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱,在赤道旁边最强,故B正确.4答案及解析：答案：D解析：由题意可知粒子沿顺时针方向运动.依据左手定则可得粒子带负电，由几何关系得粒子圆周运动轨迹半径为,由洛伦兹力供应向心力有.解得，选项D正确.5答案及解析：答案：B解析：随着速度的增大,a受到的向下的洛伦兹力不断增大整体对地面的压力也就不断增大,使得地面对b的滑动摩擦力不断增大,从而使物块运动的加速度减小。而a的加速度是由b对a的静摩擦力供应的,由加速度的方向与合外力方向相同可知,a所受的静摩擦力向左,由于整体的加速度在减小,故a的加速度也在减小,a所受的摩擦力减小,B正确。6答案及解析：答案：B解析：粒子在磁场中的运动周期，在磁场中的运动周期；由题意可知，粒子先在磁场中做个圆周运动，再进入磁场做个圆周运动，再进入磁场做个圆周运动，最终从边界射出磁场区域。则该带电粒子在磁场中运动的总时间为，故选B.7答案及解析：答案：A解析：依据得出,若增大励磁线圈中的电流,其他条件不变,则增大,减小,A正确;若仅上升电子枪加速电场的电压,依据知,变大,也变大,B错误;带电粒子在磁场中运动周期,与速度无关,所以仅上升电子枪加速电场的电压时,虽然速度变大,但周期不变,C错误;若电子形成图乙中的运动轨迹,依据左手定则推断,磁场应垂直纸面对里,再依据右手螺旋定则推断出励磁线圈的电流方向为顺时针方向,D错误.8答案及解析：答案：BD解析：粒子运动时,其质量和电荷量不变,而动能渐渐减小,说明粒子的速度渐渐减小,由,知,粒子的轨道半径渐渐减小,所以粒子由点向点运动,B正确,A错误;由左手定则可推断出粒子带负电,D正确,C错误.9答案及解析：答案：CD解析：10答案及解析：答案：AD解析：粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力供应向心力,依据牛顿其次定律,有,解得,周期,故运动时间,故A错误;由于轨道半径之比为3:4,故弧长之比为3:4,即路程之比为3:4,故B正确;由于,又轨道半径之比为3:4,故速度之比为3:4,又洛伦兹力,故洛伦兹力之比为3:4,C正确,D错误。故选AD。11答案及解析：答案：ABD解析：电子在磁场中做匀速的圆周运动,洛伦兹力供应向心力,整现得,两过程电子速度v相同,所以半径R相同,故A正确.由于它们进入圆形磁场和正方形磁场的轨迹半径、速度是相同的,我们把圆形磁场和正方形磁场放到同一位置如图所示,由图可以看出若进入磁场区域的电子的轨迹为1,先出圆形磁场,再出正方形磁场,若进入磁场区域的电子的轨迹为2,同时从圆形与正方形边界出磁场;若进入磁场区域的电子的轨迹为3,先出圆形磁场,再出正方形磁场;所以电子不会先出正方形的磁场,故B、D正确,C错误.12答案及解析：答案：解析：小球沿斜面下滑,在离开斜面前,受到的洛伦兹力F垂直斜面对上,其受力分析如