高中物理 洛伦兹力公式与方向同步练习（含解析）新人教版选修3.doc

洛伦兹力公式与方向1一带电粒子沿垂直磁场方向射入一匀强磁场，经过一铅板p后，半径减小，轨迹如图所示。则下列说法正确的是a粒子带正电，速度逐渐减小b粒子带负电，速度逐渐减小c粒子带正电，速度逐渐增大d粒子带负电，速度逐渐增大2如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔p垂直磁场边界mn，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界mn射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示。不计粒子所受重力及空气阻力，则下列说法中正确的是b2甲乙pbmna甲带负电荷，乙带正电荷b洛伦兹力对甲做正功c甲的速率大于乙的速率d甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间3一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场中，粒子的一段运动径迹如图所示。若径迹上的每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电量不变)，则从图中情况可以确定( )a粒子是从a运动到b，带正电b粒子是从b运动到a，带正电c粒子是从a运动到b，带负电d粒子是从b运动到a，带负电4关于洛仑兹力，下列说法正确的是a带电粒子在磁场中一定会受到洛仑兹力作用b若带电粒子在某点受到洛仑兹力作用，则该点的磁感应强度一定不为零c洛仑兹力不会改变运动电荷的动量d仅受洛仑兹力作用（重力不计）的运动电荷，它的动能一定不改变5如下图所示，通电竖直长直导线的电流方向向上，初速度为0的电子平行于直导线竖直向上射出，不考虑电子的重力，则电子将iv0a向右偏转，速率不变b向左偏转，速率改变c向左偏转，速率不变d向右偏转，速率改变6如图所示，摆球带正电荷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ab间摆动过程中，由a摆到最低点c时，摆线拉力的大小为，摆球加速度大小为；由b摆到最低点c时，摆线拉力的大小为，摆球加速度大小为，则（ ）a， b，c， d，7如图所示，mdn为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为r，直径mn水平，整个空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b，一带电荷量为q，质量为m的小球自m点无初速下落，从此一直沿轨道运动，下列说法中不正确的是( )a由m滑到最低点d时所用时间与磁场无关b球滑到d点时，对d的压力一定大于mgc球滑到d时，速度大小v=d球滑到轨道右侧时，可以到达轨道最高点n8质量为m、带电量为q的小球，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为b，如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是a小球带负电b小球在斜面上运动时做匀加速直线运动c小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动d则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为9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10空间有一磁感应强度为b的水平匀强磁场，质量为m、电荷量为q的质点以垂直于磁场方向的速度v0水平进入该磁场，在飞出磁场时高度下降了h。重力加速度为g。则下列说法正确的是a带电质点进入磁场时所受洛伦兹力可能向上b带电质点进入磁场时所受洛伦兹力一定向下c带电质点飞出磁场时速度的大小为v0d带电质点飞出磁场时速度的大小为11如图所示，虚线ef的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为e，磁感应强度为b。一带电微粒自离ef为h的高处由静止下落。从b点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从d点射出.下列说法正确的是 ( )hbcdefa微粒受到的电场力的方向一定竖直向上b微粒做圆周运动的半径为c从b点运动到d点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点c最小d从b点运动到d点的过程中微粒的电势能先增大后减小12关于安培力和洛伦兹力，下面说法正确的是（ ）a.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力b.安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力c.安培力和洛伦兹力，二者是等价的d.安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功13如图所示,一带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v1,若加上一垂直纸面向外的匀强磁场,物体滑到底端时的速度为v2 则( )a.v1v2 d.无法确定14如图所示为一个质量为m、带电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆于磁感应强度为b的匀强磁场中。现给圆环向左的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度时间图象可能是图乙中的( )15如图，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场b中。现给滑环施加一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是( )a始终做匀速运动b开始做减速运动，最后静止于杆上c先做加速运动，最后做匀速运动d先做减速运动，最后做匀速运动16（单选）如图所示,一水平导线通以电流i，导线下方有一电子，初速度方向与电流平行，关于电子的运动情况，下述说法中，正确的是 ( ) a沿路径a运动，其轨道半径越来越大b沿路径a运动，其轨道半径越来越小c沿路径b运动，其轨道半径越来越小d沿路径b运动，其轨道半径越来越大17在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴o在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场的方向竖直向下，其俯视图如图所示，若小球运动到a点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是 ( )a小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变b小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径减小c小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变d小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小18如图所示，一质子以速度v从左侧射入互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，在不计重力的情况下，下列说法正确的是 （ ）a若电子以相同速度v射入该区域，将会发生偏转b无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转c若质子的速度vv，它将向上偏转d若质子从右侧以相同大小的速度射入仍然不发生偏转19在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动。如果匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍，则（ ）a粒子的速率增加一倍，运动周期减小一半b粒子的速率不变，轨道半径减小一半c粒子的速率不变，轨道半径不变d粒子的速率减小一半，运动周期减小一半20带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是 （ ）a洛伦兹力对带电粒子做功b洛伦兹力不改变带电粒子的动能c洛伦兹力的大小与速度无关d洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向参考答案1a【解析】试题分析：根据左手定则可得离子带正电， 因为粒子的运动半径减小，根据公式可得粒子的运动速度逐渐减小，故a正确。考点：考查了带电粒子在电场中的运动2c【解析】试题分析：由左手定则可知，甲带正电荷，乙带负电荷，选项a错误；洛伦兹力方向与速度方向垂直，故洛伦兹力对甲不做功，选项b错误；根据可知，由于甲的半径大于乙，故甲的速率大于乙的速率，选项c正确；根据可知，两个电荷的周期相同，运动时间均为，故甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间，选项d错误；故选c.考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.3d【解析】试题分析：由可知，当粒子速度减小时其在磁场中的运动半径将减小，由此可以判定出粒子应从b运动到a，由粒子的运动轨迹可以判定粒子受到的洛伦兹力的方向，通过左手定则可知粒子应带正电，故abd错误、d正确。 考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动4bd【解析】试题分析：当带电粒子的速度方向平行于磁场方向时，粒子不受洛伦兹力作用，故选项a错误；若带电粒子在某点受到洛仑兹力作用，则该点的磁感应强度一定不为零，选项b正确；洛仑兹力能够改变速度的方向，故可以改变运动电荷的动量，选项c错误；因为洛伦兹力对电荷不做功，故仅受洛仑兹力作用（重力不计）的运动电荷，它的动能一定不改变，选项d正确；故选bd.考点：洛伦兹力。5a【解析】试题分析：由右手定则可知，直导线右侧的磁场垂直纸面向里，根据左手定则可知，电子受洛伦兹力方向向右，故向右偏转；由于洛伦兹力不做功，故速率不变，故选a。考点：右手定则；左手定则.6a【解析】试题分析：由于洛伦兹力方向始终与摆球运动方向垂直，对摆球不做功，所以单摆在摆动过程中机械能守恒，无论是从还是从，经过最低点的速度大小都一样，所以最低点所需要的向心力相同，向心加速度也相同，即；当小球从右端向左经过最低点时，小球受到的洛伦兹力方向竖直向下，所以t1-bqv-mg=m，故t1=bqv+mg+ m；当小球从左向右经过最低点时，受到的洛伦兹力方向竖直向上，即t2+bqv-mg=m，t2=mg+ m-bqv，所以t1t2，所以a正确。考点：洛伦磁力、向心力7b【解析】试题分析：因轨道光滑，当带电荷量为q，质量为m的小球自m点无初速下落时，受洛伦兹力指向圆心，故只有重力做功，所以由m滑到最低点d时所用时间与磁场无关，选项a正确；从m点运动到d点的过程中只有重力做功，根据动能定理得：mgr=mv2，解得：故c正确；小球运动到d点时若受到的洛伦兹力的方向向上，根据牛顿第二定律可得：，解得：n=3mg-qvb，知不一定大于重力mg，故b错误；因小球在最低点时速度最大，此位置的压力n最小，所以小球若能通过最低点，则一定能到达右侧最高点n故d正确故选：b考点：牛顿第二定律；圆周运动的规律. 8b【解析】试题分析：小球向下运动，由磁场垂直纸面向外，又由于洛伦兹力垂直斜面向上，所以小球带正电故a错误；小球没有离开斜面之前，在重力，支持力、洛伦兹力作用，由牛顿第二定律可知：，故小球做加速度为gsin，故b正确，c错误；则小球在斜面上下滑过程中，当小球受到的洛伦兹力等于重力垂直与斜面的分力相等时，小球对斜面压力为零所以bqv=mgcos，则速率为故d错误；故选：b.考点：洛伦兹力；牛顿第二定律.9d【解析】试题分析：当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，电荷不受洛伦兹力作用，故选项a错误；相反若运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，可能是运动电荷的速度方向与磁场方向平行，则该处的磁感应强度不一定为零，选项b错误；洛伦兹力不能改变带电粒子的动能，但能改变带电粒子的速度的方向，从而改变运动速度，选项c错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，选项d错误；故选d.考点：洛伦兹力.10ad【解析】试题分析：由于质点重力不能忽略，磁场方向未知，因此洛伦兹力方向可能向上也可能向下，a正确，b错误；向下运动时，由于重力做了正功，动能增加，c错误，由于洛仑兹力不做功，只有重力做功，根据动能定理，因此带电质点飞出磁场时速度的大小为，d正确。考点：带电质点在复合场中的运动11abd【解析】试题分析：由于微粒在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，故微粒的重力与电场力相平衡，微粒只在磁洛伦兹力的作用下做圆周运动，由于重力的方向竖直向下，故电场力的方向一定竖直向上，a正确；微粒下降到b点时的速度为v=，再由mg=eq及bvq=m，故微粒做圆周运动的半径r=，b正确；由动能定理可得，b到d的过程中，动能不变，洛伦兹力不做功，电场力与重力所做的功的代数和为0，即的整个的过程中微粒的电势能和重力势能之和不变，所以c错误；从b点运动到d点的过程中，电场力先做负功后做正功，故微粒的电势能先增大后减小，d也正确。考点：微粒在复合场中的运动，自由落体运动。12bd【解析】试题分析：安培力是洛伦兹力的宏观表现，其本质都是磁场对运动电荷的作用力，二者质相同，a错误、b正确；安培力是通电导线受到的磁场的作用力。而洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，虽然性质一样，但不能等价，c错误；安培力和导体运动方向不一定垂直，可以做正功，也可以做负功，但洛伦兹力永远与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不能做功，d正确。故选bd考点：安培力和洛伦兹力的关系13c【解析】试题分析：未加磁场时，根据动能定理，有mgh-wf=mv12-0；若加磁场后，滑块还受到垂直斜面向下的洛伦兹力作用，洛伦兹力不做功，但正压力变大，摩擦力变大，根据动能定理，有mgh-wf=mv22-0，wfwf，所以v2v1故c正确故选b考点：洛伦兹力及左手定则；动能定理.14c【解析】试题分析：在运动过程中，圆环所受洛伦兹力方向竖直向下，分析圆环受力，有重力、洛伦兹力、摩擦力、支持力，由牛顿运动定律得：，随速度的减小，加速度减小，c正确。考点：本题考查牛顿运动定律。15abd【解析】试题分析：当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好等于自身的重力时，则环与杆没有相互作用力，所以没有摩擦力存在，因此环做匀速运动故a正确；当带负电的环进入磁场时的竖直向上的洛伦兹力小于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存在，因此环在摩擦力作用下，做减速运动，直到停止故b正确；当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力恰好大于自身的重力时，则环与杆有相互作用力，所以有摩擦力存在，因此环做减速运动，导致洛伦兹力大小减小，当其等于重力时，环开始做匀速直线运动故d正确；当带负电的环进入磁场时竖直向上的洛伦兹力，其大小决定环是否受到摩擦力，所以环不可能加速运动故c错误；故选：abd考点：洛伦兹力；牛顿第二定律的应用.16a【解析】试题分析：导线下方磁场垂直纸面向外，电子所受洛仑兹力向下。根据洛仑兹力等于向心力，qvb=，越向下，离导线越远，磁感应强度b越小，r变大。故选a。考点：磁感应强度、带电粒子在磁场中的运动17acd【解析】试题分析：绳子断开后，小球速度大小不变，电性不变由于小球可能带