1.2 磁场对运动电荷的作用力 同步练习-2025-2026学年高二上学期人教版物理选择性必修第二册

1.2磁场对运动电荷的作用力 同步练习 知识点一　洛伦兹力的方向 1.如图所示,三条长直导线都通有垂直于纸面向外的电流且与D点的距离相等,BD垂直于AC,电流大小均相等,从D点垂直纸面向里射入一带正电的离子,则该离子在D点受到的洛伦兹力方向为(　　) A.从D指向A B.从D指向B C.从D指向C D.DB的反方向 2.如图为电视机显像管的偏转线圈示意图,线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子,它的方向垂直纸面向外。当偏转线圈中的电流方向如图所示时,电子束应(　　) A.向左偏转 B.向上偏转 C.向下偏转 D.不偏转 3.如图所示,阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出,电子打在荧光屏上出现一条亮线,要使该亮线向z轴正方向偏转,可加上(　　) A.沿z轴正方向的磁场 B.沿z轴负方向的磁场 C.沿y轴正方向的磁场 D.沿y轴负方向的磁场 知识点二　洛伦兹力的大小 4.(多选)下列各图中匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,电荷量均为q。以F1、F2、F3、F4依次表示四图中带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小,则(　　) A.F1=F2 B.F3=F4 C.F2=F3 D.F1=F4 5.在磁感应强度大小B=2 T的匀强磁场中,一质量m=1 kg、电荷量q=1 C的带正电物体沿光滑的绝缘水平面以初速度v0=10 m/s向左运动,重力加速度g取10 m/s2,如图所示,运动过程中地面对该物体的支持力的大小为(　　) A.10 N B.20 N C.30 N D.0 知识点三　带电体在洛伦兹力作用下的运动 6.如图所示,质量为m、电荷量为-q(q>0)的小球A套在粗细均匀的固定绝缘水平杆上,整个装置处在垂直于纸面向外的水平匀强磁场中。现对A施加一个水平向右、大小恒为F(F<mg)的拉力,使小球A从静止开始运动,已知匀强磁场的磁感应强度大小为B,小球A与杆间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,则当小球的加速度大小第一次达到时,小球的速度大小为(　　) A. B. C. D. 7.如图所示,甲是带正电的物块,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起,置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直于纸面向里的匀强磁场,现用一水平恒力F拉乙物块,使甲、乙无相对滑动地一起向左做加速运动,在加速运动阶段(　　) A.甲、乙两物块间的摩擦力保持不变 B.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 C.甲、乙两物块间的弹力不断增大 D.乙物块与地面之间的摩擦力不断减小 8.如图所示,在匀强磁场中垂直于磁场方向放置一段导线ab。磁场的磁感应强度为B,导线长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子的个数为n。导线中通以大小为I的电流,设导线中的自由电子定向移动的速率都相同,则每个自由电子受到的洛伦兹力(　　) A.大小为,方向垂直于导线沿纸面向上 B.大小为,方向垂直于导线沿纸面向上 C.大小为,方向垂直于导线沿纸面向下 D.大小为,方向垂直于导线沿纸面向下 9.电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。主要有直流式和感应式两种。如图所示的直流式电磁流量计,外加磁感应强度为B的水平匀强磁场垂直于管轴,在竖直径向a、b处装有两个电极,用来测量含有大量正、负离子的液体通过磁场时所产生的电势差大小U。液体的流量Q可表示为Q=,其中d为管道直径,k为修正系数,用来修正导出公式时未计及的因素(如流量计管道内的流速并不均匀等)的影响。那么A应该为 (　　) A.恒定常数 B.管道的横截面积 C.液体的流速 D.液体中单位时间内流过某一横截面的电荷量 10.用一根长l=0.8 m的轻绳,吊一质量为m=1 g的带电小球,放在磁感应强度大小为B=1 T、方向如图所示的匀强磁场中,将小球拉到与悬点等高处从图示位置由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动,当小球第一次摆到最低点时,轻绳的拉力恰好为零,重力加速度g取10 m/s2,则小球第二次经过最低点时,轻绳对小球的拉力为多大? 11.(多选)如图所示,倾角为30°的光滑绝缘斜面固定放置,质量为m、电荷量为q的带正电小球(视为质点),用长为L的轻质细线系在O点,匀强磁场方向垂直于斜面向上,磁感应强度大小为B0,让小球在最低点获得沿切线方向的初速度后,小球沿弯曲箭头所指的方向做圆周运动,当小球运动到最高点A时,细线对小球的拉力与小球受到的洛伦兹力等大,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.小球在A点时速度大小为 B.小球在B点时向心加速度大小为g C.小球在B点时所受洛伦兹力大小为2B0q D.小球在B点时细线的拉力大小为3mg+ 参考 1.D　根据安培定则可知,左右两条长直导线在D点产生的磁场等大反向,互相抵消,B点的长直导线在D点产生的磁场方向向右,即从D指向C,根据左手定则可以判断,从D点垂直纸面向里射入的带正电的离子在D点受到的洛伦兹力方向向下,也就是DB的反方向,A、B、C错误,D正确。 2.C　根据安培定则可知,上下两个线圈的N极均在左边,S极均在右边,即铁芯中间处的磁场方向是水平向右的,如图所示。根据左手定则判定,由里向外射出的电子受到的洛伦兹力向下,故电子束向下偏转,C正确。 3.D　若加一沿z轴正方向的磁场,根据左手定则,洛伦兹力方向沿y轴正方向,电子向y轴正方向偏转,故A错误;若加一沿z轴负方向的磁场,电子受洛伦兹力作用向y轴的负方向偏转,故B错误;若加一沿y轴正方向的磁场,电子受洛伦兹力作用向z轴负方向偏转,故C错误;若加一沿y轴负方向的磁场,根据左手定则,洛伦兹力方向沿z轴正方向,电子向z轴正方向偏转,亮线向z轴正方向偏转,故D正确。 4.BD　甲、丙、丁三图中速度v与磁场方向垂直,乙图中带电粒子垂直磁场方向的分速度为vcos 30°,根据公式F=qvB,可得洛伦兹力F1=F3=F4,故选B、D。 5.C　物体所受洛伦兹力的大小为F=qv0B=1×10×2 N=20 N,由左手定则可知洛伦兹力的方向竖直向下,运动过程中地面对该物体的支持力的大小为FN=mg+F=1×10 N+20 N=30 N,故选C。 6.A　小球竖直方向受力平衡,有mg=qvB+FN,水平方向,根据牛顿第二定律,有F-μFN=ma,当小球的加速度大小第一次达到时,联立解得v=,故选A。 7.C　先对甲、乙整体受力分析,根据牛顿第二定律,则有F-μ[(m甲+m乙)g+qvB]=(m甲+m乙)a,对甲物块则有Ff=m甲a,根据上述公式可知,甲、乙做加速度减小的加速运动,速度增大,甲、乙之间的弹力逐渐变大,乙与地面间的摩擦力增大,甲、乙之间的静摩擦力减小。故选C。 8.A　设自由电子定向移动的速率为v,根据电流的微观表达式,有I=neSv,又F洛=evB,联立解得F洛=,根据左手定则可知,其方向垂直于导线沿纸面向上,故选A。 9.B　由图可知,含有大量正、负离子的液体从入口进入管道,根据左手定则可知,带正电的离子向上偏转,带负电的离子向下偏转,当显示器的示数稳定时,在管道内形成向下的匀强电场,有qvB=qE,而E=,流量Q=Sv,联立解得Q=,所以Q=中的A应该为管道的横截面积S,故选B。 10.答案 0.06 N 解析 设小球到达最低点时速度大小为v 由动能定理可得mgl=mv2 由圆周运动规律及牛顿第二定律可知 第一次经过最低点时有qvB-mg=m 第二次经过最低点时有F-qvB-mg=m 解得F=0.06 N。 11.BD　小球在A点时,由牛顿第二定律得F+mgsin 30°-qvAB0=m,又拉力F=qvAB0,由此得vA=,故A错误;小球由A点到B点由动能定理得mgsin 30°×2L=,将vA代入上式可得vB=,小球在B点时向心加速度大小a=g,故B正确;小球在B点时洛伦兹力大小FB=qvBB0=qB0,故C错误;小球在B点时,利用牛顿第二定律得F'-qvBB0-mgsin 30°=m,解得此时细线拉力F'=3mg+,故D正确。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$