第2章2.4知能演练轻松闯关

1如图所示是表示从粒子源S以相同速度射出的三种粒子A、B、C在匀强磁场中运动的轨迹，由此可判定()A带正电的是C粒子B带正电的是A粒子C不带电的是B粒子D带负电的是A粒子解析：选BC.2有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()A通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选B.通电直导线与磁场方向平行时，安培力等于零，故选项A错；安培力一定垂直磁场和电流所决定的平面，即安培力方向一定垂直磁场方向，选项D错；洛伦兹力也一定垂直磁场与速度方向决定的平面，即洛伦兹力一定与运动方向垂直，洛伦兹力一定不做功，选项C错；二者的关系为：安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，选项B正确3.如图所示，一细线悬吊小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直平面内摆动，C点为小球运动的最低位置，则()A小球从等高的A点、B点分别摆至C点时速度大小相等B小球从等高的A点、B点分别摆至C点时，小球从A点至C点时的速度大C如果小球带正电，则小球从A点摆至C点的速度比从B点摆至C点时大D如果小球带负电，则小球从A点摆至C点的速度比从B点摆至C点时大解析：选A.由于洛伦兹力对运动小球不做功，所以不论是正电荷还是负电荷，不论是从A点还是从B点摆至C点，机械能均守恒，所以B、C、D错，A对4.1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，如图所示，核心部分是两个D形金属扁盒，接在高频电压的两极在两D形盒的缝隙之间形成一加速电场在中心附近放有粒子源，整个装置放在强大的匀强磁场中，磁场的方向垂直于D形盒的底面下列说法正确的是()A离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能量解析：选AD.离子由加速器的中心附近进入加速器，从电场中获取能量，最后从加速器边缘离开，选项A、D正确5某处地磁场的方向水平地由南向北，大小为1.2104 T，一速度为5105 m/s，带电量为2e的粒子竖直向下飞入磁场磁场作用于粒子的力的大小是多少？粒子将向哪个方向偏转？解析：由洛伦兹力公式得fqvB21.6101951051.2104 N1.921017 N由左手定则可判断洛伦兹力向东，故粒子将向东偏转答案：1.921017 N东一、选择题11932年，美国哪位科学家首创了回旋加速器()A富兰克林B洛伦兹C劳伦斯 D麦克斯韦答案：C2如图所示是用“洛伦兹力演示仪”演示时的两幅照片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是()A甲图中的电子束不受洛伦兹力B乙图中的电子束不受洛伦兹力C甲图中的电子束处在垂直纸面的磁场中D乙图中的电子束处在平行纸面的磁场中解析：选A.电子束沿垂直磁场方向在匀强磁场中运动，将受洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，故甲图的电子束不受洛伦兹力，A正确；而当电子束的方向与磁场方向平行时，电子束将不受洛伦兹力作用，故甲图中的磁场方向应与电子束平行，C错；乙图中的电子束受洛伦兹力，磁场方向应与电子束运动方向垂直，故B、D均错3.如图所示，宇宙射线中存在高能带电粒子，假如大气层被破坏，这些粒子就会到达地球，从而给地球上的生命带来危害，根据地磁场的分布特点，判断下列说法中正确的是()A地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱B地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极最弱C地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同D地磁场对宇宙射线无阻挡作用解析：选B.当带电粒子的运动方向与磁感线的方向在一条直线上时，磁场对它没有作用力，当带电粒子的运动方向与磁感线的方向垂直时，磁场对它的作用力最大根据地磁场的方向和宇宙射线的入射方向不难判定，选项B正确4.显像管是电视机中的一个重要元件，图为电视机显像管的偏转线圈示意图，圆心黑点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内指向纸外，当偏转线圈通以图示方向的电流时，电子束应()A向左偏转 B向上偏转C不偏转 D向下偏转解析：选B.由安培定则判断电子所在处的磁场方向水平向左，再由左手定则判断运动的电子受洛伦兹力向上5下列说法正确的是()A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D洛伦兹力对带电粒子不做功解析：选D.运动电荷受到洛伦兹力不仅跟磁场有关，还跟电荷的速度方向有关，在磁感应强度不为零的地方，当速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用反之，洛伦兹力为零时，可能是因为运动电荷的速度方向与磁场方向平行，而不一定是磁感应强度为零，故选项A、B都错误洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向，不改变带电粒子的速度大小，因此带电粒子的动能保持不变；速度是矢量，速度大小不变，但速度方向是改变的，因此，选项C错误，选项D是正确的6一个长螺线管中通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，不计重力，粒子将在管中()A做圆周运动 B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动 D做匀速直线运动解析：选D.通电螺线管内部磁场是与轴线相互平行的直线，带电粒子沿轴线射入时，其速度方向与磁场平行，故不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，选项D正确7一长方形金属块放在匀强磁场中，将金属块通以电流，磁场方向和电流方向如图所示，则在金属块两表面M、N上()AM集聚了电子 BM集聚了正电荷CN集聚了电子 DN集聚了正电荷解析：选AD.在金属中自由电子的定向移动形成电流，所以图中的电流可以看成是沿相反方向运动的电子流，由左手定则可知电子受洛伦兹力向上，所以M面上聚集了电子8.如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，板间场强为E.两板间的空间中加匀强磁场，方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，一束电子以大小为v0的速度沿图中虚线方向射入，虚线平行于a、b板，要想电子沿虚线运动，则v0、E、B之间的关系应满足 ()Av0E/B Bv0B/ECv0E/Be Dv0Be/E解析：选A.要想使电子沿虚线运动，要求电子受到的电场力等于磁场力，即EqBqv0v0E/B.二、非选择题9在图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q，试求出图中带电粒子此刻所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向解析：甲因vB，所以fqvB，方向与v垂直斜向上乙由于v与B平行，所以不受洛伦兹力丙v与B垂直，fqvB，方向与v垂直斜向下答案：甲fqBv乙f0丙fqBv方向如图所示：10.如图所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于