1.2 磁场对运动电荷的作用力 拓展+高考-2021-2022学年高二物理课后四维同步练（人教版2019选择性必修第二册）

第一章 第二节 磁场对运动电荷的作用力 拓展+高考 一、拓展题 1．（2018·浙江·镇海中学一模）如图所示，电子枪向右发射电子束，其正下方水平直导线内通有向右的电流，则电子束将（ ） A．向上偏转 速率越来越小 B．向上偏转 速率保持不变 C．向下偏转 速率越来越大 D．向下偏转 速率保持不变 【答案】B 【详解】 由安培定则可知，在电子枪处电流磁场方向垂直于纸面向外；电子束由左向右运动，由左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力竖直向上，则电子束向上偏转；由于洛伦兹力对电子不做功，可知电子的速率不变，故选B． 2．（2020·云南五华·一模）如图所示，M、N为两根垂直纸面的平行长直导线，O为M、N连线中点，一电子沿过O点垂直纸面的直线向外射出，当两导线同时通有如图方向电流时，该电子将（　　） A．向上偏转上 B．向下偏转 C．向左偏转 D．向右偏转 【答案】D 【详解】 根据右手螺旋定则可知，M、N两导线在O点形成的磁场方向都是向上的，故O点处合磁场方向向上，电子沿过O点垂直纸面的直线向外射出时，由左手定则可知，电子受洛仑兹力向右。 故选D。 3．（2021·江西·模拟预测）科学家预言，自然界存在只有一个磁极的磁单极子，磁单极N的磁场分布如图甲所示，它与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似。假设磁单极子N和正点电荷Q均固定，有相同的带电小球分别在N和Q附近 （图示位置）沿水平面做匀速圆周运动，则下列判断正确的是（ ） A．从上往下看，图甲中带电小球一定沿逆时针方向运动 B．从上往下看，图甲中带电小球一定沿顺时针方向运动 C．从上往下看，图乙中带电小球一定沿顺时针方向运动 D．从上往下看，图乙中带电小球一定沿逆时针方向运动 【答案】A 【详解】 根据圆周运动的受力条件可以从图乙中判断带电小球带的一定是负电，且在电场中小球的运动方向与电场力的方向无关；由甲图中洛仑兹力方向，根据左手定则可知，带电小球一定沿逆时针方向运动。 故选A。 4．（2021·湖南·模拟预测）如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑。底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（　　） A．小球带负电 B．小球运动的轨迹是一条直线 C．洛伦兹力对小球做正功 D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大 【答案】D 【详解】 A．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电，故A错误。 B．设管子运动速度为v1，小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动。小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿管子做匀加速直线运动。与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，故B错误。 C．洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C错误。 D．设小球沿管子的分速度大小为v2，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B， v2增大，则F2增大，而拉力F=F2，则F逐渐增大，故D正确。 故选D。 5．（2021·重庆八中模拟预测）物理中电偶极子模型可视为竖直固定的等量异种点电荷，电量大小均为q、间距为2d、如图所示粒子（质量为m，电量为2e，重力不计）从两电荷垂直平分线上某点a开始水平向右运动，轨迹如图中实线所示，，则下列说法中正确的是（　　） A．粒子在C点时电势能比A位置时大 B．粒子从A到C过程中速率先增大后减小 C．粒子在C点时加速度大小为 D．要使粒子沿着虚线做匀速直线运动，可以加一垂直纸面向里的匀强磁场物 【答案】C 【详解】 AB．A到C过程电场力做正功，动能增加，电势能减小，故C点电势能比A位置时小，速率一直增加,故AB错误； C．C点时场强， 则加速度， 故C正确； D．根据等量异种电荷的电场分布可知，虚线上电场强度大小是变化的，所以粒子受到的电场力是变化的，要使粒子沿着虚线做匀速直线运动，需要加的磁场不可能是匀强磁场，故D错误。 故选C。 6．（2021·河南·模拟预测）如图所示，光滑的水平面上有竖直向下的匀强磁场，水平面上平放着一个试管，试管内壁光滑，底部有一个带电小球．现在对试管施加一个垂直于试管的水平拉力F，在拉力F作用下，试管向右做匀速运动，带电小球将从管口飞出．下列说法正确的是 A．小球带负电 B．小球离开试管前，洛伦兹力对小球做正功 C．小球离开试管前的运动轨迹是一条抛物线 D．维持试管做匀速运动的拉力F应为恒力 【答案】C 【详解】 A．小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电；故A错误. B．洛伦兹力是不做功的，因为在向上的洛伦兹力产生的同时，还产生了与F