2. 磁场对运动电荷的作用力（重难点训练）物理人教版选择性必修第二册

第2节 磁场对运动电荷的作用力 一．洛伦兹力的方向（共5小题） 1 二．洛伦兹力的特征及与安培力、静电力的区别（共5小题） 3 三．洛伦兹力的大小（计算）（共5小题） 5 四．电子束的偏转（共5小题） 6 五．带电体在洛伦兹力作用下的运动（共5小题） 9 一．洛伦兹力的方向（共5小题） 1.如图中，带电粒子进入匀强磁场，写出该粒子受到的洛伦兹力的方向。 甲方向为          ，乙方向为          ，丙方向为          ，丁方向为          。 【答案】竖直向上   竖直向上 垂直纸面向外 垂直纸面向里  【解析】根据左手定则，则粒子受洛伦兹力甲方向为竖直向上，乙方向为竖直向上，丙方向为垂直纸面向外，丁方向为垂直纸面向里。 2.关于带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是(    ) A. 洛伦兹力的方向可以不垂直于带电粒子的运动方向 B. 洛伦兹力力的方向总是垂直于磁场的方向 C. 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向和磁场方向的夹角无关 D. 仅将带电粒子的速度减半，洛伦兹力的大小变为原来的两倍 【答案】B  【解析】洛伦兹力方向既垂直于带电粒子的运动方向，又垂直于磁场的方向，选项A错误、B正确； 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向和磁场方向的夹角都有关系，仅将带电粒子的速度减半时，洛伦兹力的大小也减半，故C、D错误。 故选B。 3．（多选）关于电荷在磁场中受力，下列说法正确的是(    ) A. 静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运动电荷一定受洛伦兹力的作用 B. 洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行 C. 洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直 D. 带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力的作用 【答案】CD  【解析】A.运动的电荷不一定受到洛伦兹力作用，若电荷的运动方向与磁场方向平行，则运动电荷不受洛伦兹力作用，故A错误； 根据左手定则，洛伦兹力的方向与磁场方向、粒子的运动方向垂直，故B错误，C正确； D.带电粒子运动方向与磁场方向平行时，一定不受洛伦兹力的作用，故D正确。 故选CD。 4．（多选）下列关于洛伦兹力的说法中，正确的是(    ) A. 洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功 B. 只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 C. 用左手定则判断电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意负电荷与正电荷所受力的方向相反 D. 洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 【答案】AC  【解析】A.洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故洛伦兹力永不做功，故A正确； B.洛伦兹力的大小不仅和速度大小有关，还和磁感应强度大小、磁场与速度的夹角有关，故B错误； C.左手定则中，四指的方向指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，故负电荷与正电荷所受力的方向相反，故C正确； D.电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意度角，故D错误。 故选AC。 5.如图所示，、、、为四根与纸面垂直的长直导线，它们位于同一圆的两条相互垂直的直径的四个端点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图。一带负电的粒子从圆心沿垂直于纸面向里的方向运动，它所受洛伦兹力的方向是 (    ) A. 从指向 B. 从指向 C. 从指向 D. 从指向 【答案】C  【解析】根据题意，由安培定则可知，与导线中电流在圆心处产生的磁场正好相互抵消，而与导线中的电流在处产生的磁场方向都向左，相互叠加，则合磁场方向水平向左。当一带负电的粒子从圆心沿垂直于纸面向里的方向运动时，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向下，即从指向，选项C正确，、、D错误。 二．洛伦兹力的特征及与安培力、静电力的区别（共5小题） 6.下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是(    ) A. 带电粒子在磁场中运动就一定会受到洛伦兹力的作用 B. 若通电导线在磁场中不受安培力，该处磁场的磁感应强度不一定为零 C. 判断安培力的方向用左手定则，判断洛伦兹力的方向用安培定则 D. 安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以安培力和洛伦兹力都不做功 【答案】B  【解析】A. 当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力作用，故A错误； B. 若通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是通电直导线电流方向与磁场方向平行，该处磁场的磁感应强度不一定为零，故B正确； C. 安培力、洛伦兹力的方向都用左手定则判断，安培力和洛伦兹力是性质相同的力，故C错误； D. 洛伦兹力不做功，但安培力可以做功，比如当安培力的方向与导体棒的运动方向不垂直时，安培力做功，故D错误。 故选B。 7.关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是(    ) A. 电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B. 电荷在电场中不一定受电场力作用 C. 正电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致 D. 电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 【答案】C  【解析】A、当电荷静止或电荷运动方向与磁场方向平行时，电荷不受洛伦兹力作用，故A错误； B、电荷在电场中一定受电场力作用，故B错误； C、正电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致，故C正确； D、电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直，故D错误； 故选C． 8.下列说法正确的是（ ） A. 电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用 B. 电荷在电场中一定受到电场力的作用 C. 由安培力公式可知，通电导体在某处不受安培力说明此处一定无磁场 D. 磁场的方向就是通电导体在磁场中受磁场作用力的方向 【答案】B  【解析】A.当电荷的速度的方向与磁场方向平行或电荷处于静止状态时，不会受到洛伦兹力的作用，故A错误； B.根据电场的基本性质可知，电荷在电场中一定会受电场力的作用，故B正确； C.当通电导体中的电流方向与磁场方向平行时，通电导体在磁场中不受力安培力的作用，故C错误； D.根据左手定则可知，磁场的方向与通电导体在磁场中受磁场作用力的方向垂直，故D错误。 故选B。 9.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是(    ) A. 通电导线在磁场中一定会受到安培力 B. 电荷在电场中一定会受到电场力，电荷在磁场中也一定会受到洛伦兹力 C. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功，但安培力却可以对通电导线做功 D. 洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面，安培力的方向可以不垂直于通电直导线 【答案】C  【解析】A.通电导线在磁场中平行磁场方向放置时不受安培力，故A错误； B.电荷在电场中一定会受到电场力作用，而电荷在磁场中不一定会受到洛伦兹力的作用，如电荷静止在磁场中或运动方向与磁场平行时均不受磁场力，故B错误； C.因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力的瞬时功率为零，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，故安培力可以做正功、负功，故C正确； D.洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面，安培力的方向一定垂直于通电直导线，故D错误。 故选C。 10．（多选）关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法中正确的是(    ) A. 电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B. 电荷所受电场力可能与该处电场方向一致，电荷所受的洛伦兹力与该处磁场方向垂直 C. 安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断 D. 安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用 【答案】BCD  【解析】电荷在电场中一定受电场力作用，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力作用，选项A错误；正电荷所受电场力与该处电场方向一致，负电荷所受电场力与该处电场方向相反，电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直，选项B正确；安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断，选项C正确；通电导线的电流也是电荷定向移动形成的，安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用，选项D正确。 三．洛伦兹力的大小（计算）（共5小题） 11.（多选）如图，各图中匀强磁场的磁感应强度均为，带电粒子的速率均为，电荷量均为。以、、、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. B. C. D. 【答案】BD  【解析】、、三图中速度与磁场方向垂直，洛伦兹力大小，图中速度在垂直磁场方向的分速度为，洛伦兹力大小，故BD正确，AC错误。 12．（多选）电荷量为的粒子以速度在磁感应强度为的匀强磁场中运动，不计粒子重力，则粒子所受洛伦兹力的大小可能为(    ) A. B. C. D. 【答案】AC  【解析】洛伦兹力公式为 其中是粒子速度与磁感应强度的夹角，且 则 则的范围是 故选AC。 13.如图，、、为三根相互平行，与纸面垂直的固定长直导线，两两等距，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示。点与、、的距离相等，已知每根导线在点的磁感应强度大小均为。一电子以速度从点沿垂直于纸面方向向外运动，它所受洛伦兹力的大小和方向正确的是(    ) A. B. ，方向平行于纸面沿 C. ，方向平行于纸面并垂直于 D. ，方向平行于纸面沿 【答案】C  【解析】导线与导线在点产生的磁场方向竖直向上，大小为  ，导线在点产生的磁场方向水平向左，大小为  ，则三根导线在点产生的磁感应强度大小为， 一电子以速度从点沿垂直于纸面方向向外运动，它所受洛伦兹力的大小，由左手定则得，洛伦兹力的方向方向平行于纸面并垂直于。 故选C。 14.有一质量为、电荷量为的小球停在绝缘水平面上，并处在磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示．为了使小球飘离水平面，下面可行的办法有(    ) A. 使小球向左水平运动，速度大小为 B. 使小球向右水平运动，速度大小为 C. 使磁场以向左水平运动 D. 使磁场以竖直向上运动 【答案】A  【解析】小球飘离平面，则洛伦兹力竖直向上，由左手定则知小球应相对磁场向左水平运动或者磁场相对小球向右水平运动，再由平衡条件解得，故A正确，BCD错误。 15.某区域存在一竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为；动能为的质子由南向北水平通过磁场区域，则质子受到的洛伦兹力的大小和方向如何？质子质量为，忽略地球磁场 【答案】解：由左手定则可知，质子受洛伦兹力方向水平向东 根据， 可得，方向水平向东 四．电子束的偏转（共5小题） 16.如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通有顺时针方向电流的环形导线，则示波管中的电子束将 (    ) A. 向上偏转 B. 向下偏转 C. 向纸外偏转 D. 向纸里偏转 【答案】A  【解析】由安培定则可知，在示波管下方环形电流的磁场在环形区域内磁感线方向垂直纸面向里，根据磁感线是闭合的曲线可知，在环形电流外侧磁感线方向垂直纸面向外。电子束由左向右运动，电子束形成的电流方向水平向左，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。 故选A。 17.如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心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 【答案】C  【解析】根据右手螺旋定则判断上下两个线圈的  极均在左边，  极均在右边，即铁芯中间处的磁场方向是水平向右的。根据左手定则判定，由里向外射出的电子流受到的洛伦兹力向下，如图 故电子束向下偏转。故选C。 18.洛伦兹力演示仪中玻璃泡内充有稀薄气体，在电子枪发射出的电子束通过时能够显示电子的径迹。不加磁场时，电子束径迹是一条直线，如图甲所示；加磁场后，电子束径迹是一个圆，如图乙所示。则所加磁场的方向是(    ) A. 水平向右 B. 竖直向上 C. 垂直纸面向内 D. 垂直纸面向外 【答案】C  【解析】由甲图可知，电子水平向左运动；由乙图可知，电子顺时针运动，洛伦兹力的方向竖直向上，电子带负电，根据左手定则可得，磁场的方向垂直纸面向内。 故选C。 19.极射线管及方向坐标如图所示。电子束从阴极射出，经过狭缝掠射到荧光屏上，显示出一条射线径迹，以下情况判断正确的是(    ) A. 在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线将向上偏转 B. 在阴极射线管中加一个方向向前的电场，射线将向上偏转 C. 在阴极射线管正下方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转 D. 在阴极射线管正后方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转 【答案】C  【解析】电子带负电，受电场力与电场线方向相反，如果加一个方向向上的电场，则电子受到的电场力方向向下，射线向下偏转；如果加一个方向向前的电场，电子受到的电场力方向向后，射线不会向上偏转，故AB错误； 在阴极射线管正下方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，由安培定则可知阴极射线管中是向前的磁场时，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向上，因此会向上偏转；在阴极射线管正后方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，由安培定则可知阴极射线管中是向下的磁场时，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力向前，射线向前偏转，故C正确，D错误。 故选C。 20.如图所示为显像管的原理示意图，当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中央的点。安装在管颈的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由点逐渐移动到点，图中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转 (    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】电子开始时向上偏转，根据左手定则可以得知，磁场的方向垂直纸面向外，即方向为负，且逐渐减小；后来电子又向下偏转，根据左手定则可以得知，磁场方向垂直纸面向里，即方向为正，且逐渐增大。故选A。 五．带电体在洛伦兹力作用下的运动（共5小题） 21.如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，一个带正电的小圆环套在一根竖直固定且足够长的绝缘细杆上。现使圆环以一定的初速度向上运动，经一段时间后圆环回到起始位置，已知杆与环间的动摩擦因数保持不变，圆环所带电荷量保持不变，空气阻力不计，对于圆环从开始运动到回到起始位置的过程，下面关于圆环的速度、加速度随时间变化的图像、重力势能、机械能随圆环离开出发点的高度变化的图像，可能正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】D  【解析】上升阶段，对圆环根据牛顿第二定律有 其中有 联立解得 故圆环在上升阶段做加速度逐渐减小的减速运动；在最高点时，圆环速度为零，此时加速度为 下降阶段，对圆环根据牛顿第二定律有 联立解得 可知下降阶段，圆环做加速度逐渐减小的加速运动，上升和下降时速度方向相反，加速度方向相同，AB错误； C.以初位置为零重力势能面，可知圆环的重力势能为 可知  图像为过原点的倾斜直线，C错误； D.圆环运动过程中克服摩擦阻力做的功等于机械能的减少量，在上升阶段有 随着速度的减小，圆环受到的摩擦力逐渐减小，故  图线的斜率在减小；下降阶段随着速度的增大，圆环受到的摩擦力逐渐增大，故  图线的斜率在增大；由于受到摩擦力做负功，故回到初始位置时机械能小于开始时的机械能，D正确。 故选D。 22.如图所示，绝缘粗糙细杆在处弯折，水平段足够长，在虚线的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环可视为点电荷套在杆上从段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失，圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度随时间变化的图像不可能正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】设带电圆环的质量为  ，绝缘粗糙细直杆的动摩擦因数为  ，当带电圆环从倾角为  的倾斜绝缘细直杆上下滑时，设其获得的加速度大小为  ，由牛顿第二定律可得  解得  由此可知在带电圆环下滑到倾斜绝缘细直杆的最下端的过程中，做初速度为零的匀加速直线运动，反映在  图像上则为过原点的倾斜直线。 而当带电圆环进入虚线右侧的匀强磁场中后，若圆环带正电，则要受到竖直向上的洛伦兹力，而当洛伦兹力等于其重力时，圆环所受合外力为零，在磁场中将做匀速直线运动，  图像为一条平行于时间轴的直线； 若洛伦兹力大于重力，则由牛顿第二定律可得  可知小环将做加速度减小的减速运动，而随着速度的减小洛伦兹力也随之减小，当洛伦兹力减小到与重力大小相等时，小环将做匀速直线运动； 若洛伦兹力小于重力，则由牛顿第二定律有  可知小环做减速运动，随着速度的减小，洛伦兹力减小，加速度增大，因此可知小环做加速度增大的减速运动，直至速度减为零； 若小环带负电，所受洛伦兹力竖直向下，由牛顿第二定律可得  可知小环做减速运动，随着速度的减小洛伦兹力减小，加速度减小，小环做加速度减小的减速运动，直至速度减为零。故ACD正确，B错误。 因本题要求选择不正确的选项，故选B。 23.如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场内，固定着倾角为的绝缘斜面，一个质量为、电荷量为的带电小物块以初速度沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为。设滑动时电荷量不变，在小物块上滑过程中，其速度与时间、加速度与时间和动能与位移的关系图像，可能正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】依据左手定则判断物块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下，对沿斜面向上运动的小物块受力分析，由牛顿第二定律可得： 联立解得：，方向沿斜面向下 所以物体沿斜面向上做加速度减小的减速运动，速度越小，加速度越小，速度减小得越慢，加速度减小得越慢，在小物块上滑过程中，当速度为零时加速度最小，但最小值不为零。 A、速度时间图像的切线斜率表示加速度，故A错误； 、物体加速度减小，且加速度减小得越来越慢，在小物块上滑过程中，加速度减不到零，故C正确，B错误； D、动能与位移的关系图像的斜率表示合力，根据以上分析可知，小物块上滑过程中，合力为变力，则斜率会发生变化，故D错误。 故选：。 24.如图所示，绝缘直杆以倾角固定在竖直平面内，电荷量为、质量为的带正电小球穿在直杆上，小球与直杆间的动摩擦因数为，空间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。现将小球从一定高度由静止释放开始沿直杆下滑，已知小球的电荷量保持不变，直杆足够长，重力加速度为，则下列说法正确的是(    ) A. 小球运动过程中受到的磁场的作用力垂直直杆斜向下 B. 小球先做加速度逐渐减小的加速运动后做匀速运动 C. 小球运动过程中的最大加速度大小为 D. 小球运动过程中的最大速度大小为 【答案】D  【解析】A.根据左手定则可知，小球运动过程中受到的磁场的作用力垂直直杆斜向上，故A错误； B.小球开始速度较小，洛伦兹力较小，杆对小球的弹力垂直于杆向上，此时有  ，  可知，随速度增大，弹力减小，加速度增大，即此时小球做加速度增大的变加速直线运动，当弹力减为时，加速度为  ，之后，速度进一步增大，洛伦兹力大于重力垂直于杆的分力，此时有  ，  可知，随速度增大，弹力增大，加速度减小，即此时小球做加速度减小的变加速直线运动，当加速度减为时，速度达到最大值，之后做匀速直线运动，故B错误； C.结合上述可知，小球运动过程中的最大加速度大小为  ，故C错误； D.结合上述，速度达到最大值时加速度为，则有  ，  解得  ，故D正确。 故选D。 25．（多选）如图所示，为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中为倾斜直轨道，为与相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则(    ) A. 经过最高点时，三个小球的速度相等 B. 经过最高点时，甲球的速度最小 C. 甲球的释放位置比乙球的高 D. 运动过程中三个小球的机械能均保持不变 【答案】CD  【解析】A.在最高点时，甲球受洛伦兹力向下，乙球受洛伦兹力向上，而丙球不受洛伦兹力，故三球在最高点受合力不同，故由可知，三小球的速度不相等；故A错误； B.因甲球在最高点受合力最大，故甲球在最高点的速度最大，故B错误； C.因甲球在最高点的速度最大，而在整个过程中洛伦兹力不做功，只有重力做功，故机械能守恒，甲球释放时的高度最高，故C正确； D.因洛伦兹力不做功，且只有重力做功，故系统机械能守恒，三个小球的机械能保持不变，故D正确。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 磁场对运动电荷的作用力 一．洛伦兹力的方向（共5小题） 1 二．洛伦兹力的特征及与安培力、静电力的区别（共5小题） 2 三．洛伦兹力的大小（计算）（共5小题） 3 四．电子束的偏转（共5小题） 4 五．带电体在洛伦兹力作用下的运动（共5小题） 5 一．洛伦兹力的方向（共5小题） 1.如图中，带电粒子进入匀强磁场，写出该粒子受到的洛伦兹力的方向。 甲方向为          ，乙方向为          ，丙方向为          ，丁方向为          。 2.关于带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力，下列说法正确的是(    ) A. 洛伦兹力的方向可以不垂直于带电粒子的运动方向 B. 洛伦兹力力的方向总是垂直于磁场的方向 C. 洛伦兹力的大小与带电粒子的速度方向和磁场方向的夹角无关 D. 仅将带电粒子的速度减半，洛伦兹力的大小变为原来的两倍 3．（多选）关于电荷在磁场中受力，下列说法正确的是(    ) A. 静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运动电荷一定受洛伦兹力的作用 B. 洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行 C. 洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直 D. 带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力的作用 4．（多选）下列关于洛伦兹力的说法中，正确的是(    ) A. 洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功 B. 只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 C. 用左手定则判断电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意负电荷与正电荷所受力的方向相反 D. 洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 5.如图所示，、、、为四根与纸面垂直的长直导线，它们位于同一圆的两条相互垂直的直径的四个端点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图。一带负电的粒子从圆心沿垂直于纸面向里的方向运动，它所受洛伦兹力的方向是 (    ) A. 从指向 B. 从指向 C. 从指向 D. 从指向 二．洛伦兹力的特征及与安培力、静电力的区别（共5小题） 6.下列有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是(    ) A. 带电粒子在磁场中运动就一定会受到洛伦兹力的作用 B. 若通电导线在磁场中不受安培力，该处磁场的磁感应强度不一定为零 C. 判断安培力的方向用左手定则，判断洛伦兹力的方向用安培定则 D. 安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以安培力和洛伦兹力都不做功 7.关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是(    ) A. 电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B. 电荷在电场中不一定受电场力作用 C. 正电荷所受电场力方向一定与该处电场方向一致 D. 电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 8.下列说法正确的是（ ） A. 电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用 B. 电荷在电场中一定受到电场力的作用 C. 由安培力公式可知，通电导体在某处不受安培力说明此处一定无磁场 D. 磁场的方向就是通电导体在磁场中受磁场作用力的方向 9.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是(    ) A. 通电导线在磁场中一定会受到安培力 B. 电荷在电场中一定会受到电场力，电荷在磁场中也一定会受到洛伦兹力 C. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功，但安培力却可以对通电导线做功 D. 洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面，安培力的方向可以不垂直于通电直导线 10．（多选）关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法中正确的是(    ) A. 电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B. 电荷所受电场力可能与该处电场方向一致，电荷所受的洛伦兹力与该处磁场方向垂直 C. 安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断 D. 安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用 三．洛伦兹力的大小（计算）（共5小题） 11.（多选）如图，各图中匀强磁场的磁感应强度均为，带电粒子的速率均为，电荷量均为。以、、、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. B. C. D. 12．（多选）电荷量为的粒子以速度在磁感应强度为的匀强磁场中运动，不计粒子重力，则粒子所受洛伦兹力的大小可能为(    ) A. B. C. D. 13.如图，、、为三根相互平行，与纸面垂直的固定长直导线，两两等距，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示。点与、、的距离相等，已知每根导线在点的磁感应强度大小均为。一电子以速度从点沿垂直于纸面方向向外运动，它所受洛伦兹力的大小和方向正确的是(    ) A. B. ，方向平行于纸面沿 C. ，方向平行于纸面并垂直于 D. ，方向平行于纸面沿 14.有一质量为、电荷量为的小球停在绝缘水平面上，并处在磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示．为了使小球飘离水平面，下面可行的办法有(    ) A. 使小球向左水平运动，速度大小为 B. 使小球向右水平运动，速度大小为 C. 使磁场以向左水平运动 D. 使磁场以竖直向上运动 15.某区域存在一竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为；动能为的质子由南向北水平通过磁场区域，则质子受到的洛伦兹力的大小和方向如何？质子质量为，忽略地球磁场 四．电子束的偏转（共5小题） 16.如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通有顺时针方向电流的环形导线，则示波管中的电子束将 (    ) A. 向上偏转 B. 向下偏转 C. 向纸外偏转 D. 向纸里偏转 17.如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心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 18.洛伦兹力演示仪中玻璃泡内充有稀薄气体，在电子枪发射出的电子束通过时能够显示电子的径迹。不加磁场时，电子束径迹是一条直线，如图甲所示；加磁场后，电子束径迹是一个圆，如图乙所示。则所加磁场的方向是(    ) A. 水平向右 B. 竖直向上 C. 垂直纸面向内 D. 垂直纸面向外 19.极射线管及方向坐标如图所示。电子束从阴极射出，经过狭缝掠射到荧光屏上，显示出一条射线径迹，以下情况判断正确的是(    ) A. 在阴极射线管中加一个方向向上的电场，射线将向上偏转 B. 在阴极射线管中加一个方向向前的电场，射线将向上偏转 C. 在阴极射线管正下方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转 D. 在阴极射线管正后方放置一根通有强电流的长直导线，电流方向向右，射线将向上偏转 20.如图所示为显像管的原理示意图，当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中央的点。安装在管颈的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由点逐渐移动到点，图中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转 (    ) A. B. C. D. 五．带电体在洛伦兹力作用下的运动（共5小题） 21.如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，一个带正电的小圆环套在一根竖直固定且足够长的绝缘细杆上。现使圆环以一定的初速度向上运动，经一段时间后圆环回到起始位置，已知杆与环间的动摩擦因数保持不变，圆环所带电荷量保持不变，空气阻力不计，对于圆环从开始运动到回到起始位置的过程，下面关于圆环的速度、加速度随时间变化的图像、重力势能、机械能随圆环离开出发点的高度变化的图像，可能正确的是(    ) A. B. C. D. 22.如图所示，绝缘粗糙细杆在处弯折，水平段足够长，在虚线的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环可视为点电荷套在杆上从段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失，圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度随时间变化的图像不可能正确的是(    ) A. B. C. D. 23.如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的范围足够大的匀强磁场内，固定着倾角为的绝缘斜面，一个质量为、电荷量为的带电小物块以初速度沿斜面向上运动，小物块与斜面间的动摩擦因数为。设滑动时电荷量不变，在小物块上滑过程中，其速度与时间、加速度与时间和动能与位移的关系图像，可能正确的是(    ) A. B. C. D. 24.如图所示，绝缘直杆以倾角固定在竖直平面内，电荷量为、质量为的带正电小球穿在直杆上，小球与直杆间的动摩擦因数为，空间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。现将小球从一定高度由静止释放开始沿直杆下滑，已知小球的电荷量保持不变，直杆足够长，重力加速度为，则下列说法正确的是(    ) A. 小球运动过程中受到的磁场的作用力垂直直杆斜向下 B. 小球先做加速度逐渐减小的加速运动后做匀速运动 C. 小球运动过程中的最大加速度大小为 D. 小球运动过程中的最大速度大小为 25．（多选）如图所示，为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中为倾斜直轨道，为与相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则(    ) A. 经过最高点时，三个小球的速度相等 B. 经过最高点时，甲球的速度最小 C. 甲球的释放位置比乙球的高 D. 运动过程中三个小球的机械能均保持不变 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $