1.2 磁场对运动电荷的作用力（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

1.2　磁场对运动电荷的作用力 [见学生用书P4] 显像管电视机是应用了电子束磁偏转的原理。如图所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。如果电子束打在荧光屏上的位置由A点逐渐向B点移动，偏转磁场应该如何变化？ 【答案】 电子进入磁场后向上偏转，要打在光屏上的A点，所受的洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知，偏转磁场的方向垂直于纸面向外。若要使电子束打在光屏上的B点，所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则可知，偏转磁场的方向垂于直纸面向里。因此电子束打在荧光屏上的位置由A点逐渐向B点移动时，偏转磁场应先垂直于纸面向外，磁感应强度逐渐减小到0，后磁场垂直于纸面向里，磁感应强度逐渐增大。 1．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(　B　) 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v C．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 【解析】 由左手定则可知，F⊥B，F⊥v，B与v不一定垂直，B正确。 2．如图为说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图。当线圈中通以图示方向的电流时，一束沿中心轴线O自纸内射向纸外的电子流将(　B　) 第2题图 A．向左偏转 B．向右偏转 C．向上偏转 D．向下偏转 【解析】 由题图知，该线圈可等效为两个通电螺线管，由安培定则可判断，线圈下端为N极，因此O点磁场方向向上。由左手定则可判断，电子流向右偏，B正确。 3．如图所示，初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向均向上，则(　A　) 第3题图 A．电子将向右偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变 C．电子将向左偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 【解析】 由安培定则可判定，直线电流右侧磁场的方向垂直于纸面向里，根据左手定则可判定，电子所受洛伦兹力方向向右，由于洛伦兹力不做功，故电子动能不变，速率不变，A正确。 4．三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向在垂直于纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹分别如图所示，则(　A　) 第4题图 A．粒子a一定带正电 B．粒子b一定带正电 C．粒子c一定带正电 D．粒子b一定带负电 【解析】 由题图可知，粒子a受力向左，由左手定则可知，粒子a带正电，A正确；粒子b未发生偏转，所以不带电，B、D错误；粒子c受力向右，由左手定则可知，粒子c带负电，C错误。 5．如图所示，来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将(　B　) 第5题图 A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地点稍向东偏转 C．相对于预定地点稍向西偏转 D．相对于预定地点稍向北偏转 【解析】 质子带正电，进入地球周围空间后因受到地磁场的作用力而偏转，磁场方向由地理南极到地理北极，由左手定则判断，质子将相对于预定地点稍向东偏转，B正确。 6．(多选)在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。已知从左方水平射入的电子，穿过这片区域时未发生偏转，假设重力可忽略不计，则在这片区域中的E和B的方向可能是(　ABC　) 第6题图 A．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同 B．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反 C．E竖直向上，B垂直于纸面向外 D．E竖直向上，B垂直于纸面向里 【解析】 不计重力时，电子进入题图区域后仅受电场力FE和洛伦兹力FB的作用。若电子穿过该区域时不发生偏转，则电场力和洛伦兹力的合力应等于零或合力方向与电子速度方向在同一条直线上。当E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同时，洛伦兹力FB等于零，电子仅受与其运动方向相反的电场力FE的作用，将做匀减速直线运动通过该区域，A项符合题意；当E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反时，FB＝0，电子仅受与其运动方向相同的电场力的作用，将做匀加速直线运动通过该区域，B项符合题意；当E竖直向上，B垂直于纸面向外时，电场力FE竖直向下，洛伦兹力FB竖直向上。若FE＝FB，则电子将做匀速直线运动通过该区域，C项符合题意；当E竖直向上，B垂直于纸面向里时，FE和FB都竖直向下，电子将向下偏转，不可能在该区域中做直线运动，D项不符合题意。 7．为了通过实验研究PM2.5的相关性质，让一带电的PM2.5颗粒(重力不计)，垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场区域，如图所示，其中M、N为正对的平行带电金属板，观察发现它恰好做直线运动，则下列判断正确的是(　A　) 第7题图 A．M板一定带正电 B．PM2.5颗粒一定带正电 C．若仅使PM2.5颗粒的电荷量增大，颗粒一定向M板偏移 D．若仅