1.2（习题）洛伦兹力【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第二册）

第2节 洛 伦 兹 力 1．下图是的带电粒子刚进入磁场时的运动方向，其中所受洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里的是(　　) 【解析】选D。根据左手定则可以判断，选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下；选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上；选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外；选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确。 2．a、b、c三种不同粒子从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场，运动轨迹如图所示，则(　　) A．粒子a一定带正电 B．粒子b一定带负电 C．粒子c一定带正电 D．粒子b一定带正电 【解析】选A。由题图知，粒子a受力向左，据左手定则可知，粒子a带正电，故A正确；粒子b未发生偏转，所以不带电，故B、D错误；粒子c受力向右，由左手定则知，粒子c带负电，故C错误。 3．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方平行放置一根通有如图所示电流的直导线，则阴极射线将会(　　) A．向上偏转　　　　 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转 【解析】选B。由题意可知，直线电流的方向由左向右，根据右手定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直纸面向里，而阴极射线电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子带负电，四指要指向其运动方向的反方向)，阴极射线将向下偏转，则B正确，A、C、D错误。 4．(多选)下列说法正确的是(　　) A．运动的电荷在磁场中可能受到洛伦兹力的作用 B．带电粒子在匀强磁场中运动，受到的洛伦兹力做正功 C．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 D．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v 【解析】选A、D。运动电荷的运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力，运动方向与磁场方向不平行时受到洛伦兹力的作用，A对；洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度大小，不做功，B、C错；由左手定则可知F⊥B，F⊥v，由实际情况可知，B与v可以不垂直，故D对。 5. 下图中，磁场B的方向、带电粒子的电性及运动方向，电荷所受洛伦兹力F的方向，正确的是(　　) 【解析】选B。根据左手定则可判断：A选项中洛伦兹力的方向向下，故A错误；B选项中洛伦兹力的方向向下，故B正确；C选项中运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力的作用，故C错误；D选项中洛伦兹力的方向垂直纸面向里，故D错误。 6. 如图所示，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2∶v1为(　　) A．∶2　　B．∶1　　C．∶1　　D．3∶ 【解析】选C。最远的出射点和入射点的连线为粒子在磁场中做匀速圆周运动的直径，如图所示。由几何关系可以得到，当以速率v1入射时，半径R1＝，当以速率v2入射时，半径R2＝R，再由R＝可得，v2∶v1＝∶1，故选项C正确。 7．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的(　　) A．前表面的电势比后表面的低 B．前、后表面间的电压U与v无关 C．前、后表面间的电压U与c成正比 D．自由电子受到的洛伦兹力大小为 【解析】选D。根据左手定则可知自由电子偏向后表面，元件的后表面带负电，即后表面的电势比前表面的低，A错误；根据稳定时自由电子所受的电场力与洛伦兹力平衡，即e＝evB得U＝Bva，所以选项B、C均错误；自由电子受到的洛伦兹力与所受电场力大小相等，即F＝evB＝e，D正确。 8．如图所示，摆球上带有负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，摆球在A、间摆动过程中，由A摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为；由摆到最低点时，摆线拉力大小为，摆球加速度大小为，则（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】B 【解析】CD．由于洛伦兹力不做功，所以摆球由到达和由A到达的速度大小相等，由 可得，故CD错误。 AB．当由A运动到时，以摆球为研究对象，受力分析如图甲所示 当由运动到时，受力分析如图乙所示 因此，故A错误，B正确。 故选B。 9. 质量和电荷量大小都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入有界匀强磁场，磁场方向