教科版物理高考第一轮复习——安培力、洛伦兹力问题归纳 （同步练习）

1、.【模拟试题】答题时间：45分钟*1. 如下图，匀强磁场垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dPa打到屏MN上的a点，通过Pa段用时为t，假设该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上，两个微粒所受重力均忽略，那么新微粒运动的A. 轨迹为Pb，至屏的时间将小于tB. 轨迹为Pc，至屏的时间将大于tC. 轨迹为Pb，至屏的时间将等于tD. 轨迹为Pa，至屏的时间将大于t*2. 如下图，一束电子电量为e以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，那么电子的质量m

2、和穿透磁场的时间分别是A. B.C. D. *3. 如下图，长方形abcd长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场边界上无磁场，磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量为、电荷量为的带电粒子以速度沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域A. 从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B. 从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C. 从Od边射入的粒子，出射点分布在Oa边和ab边D. 从aO边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边*4. 我国第21次南极科考队的队员在南极观看到了美丽的极光。极光是由来自太阳的高能量带电粒

3、子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如下图。这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征的各种颜色的光。地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能到达地面而向人烟稀少的两极偏移，为地球生命提供了天然的屏障。科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这是因为A. 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B. 空气阻力做负功，使其动能减小C. 靠近南北两极磁感应强度增强D. 太阳对粒子的引力做负功*5. 如下图，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边

4、的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。假设将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，那么这个氢核射出磁场的位置是A. 在b、n之间某点B. 在n、a之间某点C. a点D. 在a、m之间某点*6. 如下图为氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动逆时针方向的示意图，电子绕核运动可等效地看作环形电流。设此环形电流在通过圆心并垂直圆面的轴线上一点P处产生的磁感应强度的大小为B1。如今沿垂直于轨道平面的方向加一磁感应强度为B0的外来磁场，这时设电子的轨道半径没变，而它的速度发生变化。假设用B2表示此时环形电流在P点产生的磁感应强度大小。那么B0的方

5、向A. 垂直于纸面向里时，B2>B1B. 垂直于纸面向外时，B2>B1C. 垂直于纸面向里时，B2<B1D. 垂直于纸面向外时，B2<B1*7. 在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如下图。abcd是一个长方形盒子，在ad和cd边开有小孔f和e，e是cd的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场B。粒子源不断地发射初速度可忽略的带电粒子。经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内。粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。假设fd=cd=L，不计粒子的重力和粒子之间的互相作用力。

6、请你求出带电粒子的比荷q/m。*8. 磁谱仪是测量能谱的重要仪器。磁谱仪的工作原理如下图，放射源S发出质量为m、电量为q的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，被限束光栏Q限制在的小角度内，粒子经磁场偏转后打到与限束光栏平行的感光片P上。重力影响不计1假设能量在范围内的粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场。试求这些粒子打在胶片上的范围x1；2实际上，限束光栏有一定的宽度，粒子将在角内进入磁场。试求能量均为E的粒子打到感光胶片上的范围。【试题答案】1. D 由题意可知，当带电微粒直接在磁场中运动时，由于洛伦兹力提供向心力，故在磁场中半径为，带电微粒从d点经P点到达a点所用时间为t。如今由

7、于带电微粒在P点与一不带电的微粒发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律可知，新微粒的速度减小，质量增大，即新微粒的速度为，新微粒在磁场中运动的半径为，由此可知，碰撞后新微粒的半径与原来一样，故轨迹为Pa，又由周期公式可知新微粒的周期为，因此所用时间将大于t。故D正确。2. A 电子在磁场中运动，只受洛伦兹力f作用，故其轨迹是圆弧的一部分，又因为fv，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向交点上，如题图中的O点，由几何知识知，A、B间圆心角=30°，OB为半径。所以rd/sin30°=2d，又由得。又对应的圆心角是30°，所以穿透时间，故，故A正确。3. D 带电

8、粒子进入磁场只受到洛伦兹力的作用，做匀速圆周运动，在磁场中的轨迹是圆周的一部分，且轨道半径大小为，又知道，正好等于粒子做圆周运动的半径，而粒子带正电，洛伦兹力向上，所以只有D是正确的，其余都错误。4. BC 向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，洛伦兹力和速度的方向垂直，永不做功，而空气阻力做负功。另一方面，靠近南北两极磁感应强度是逐渐增强的，故B、C正确。5. C 如下图，由题意可判断氢核原来轨迹为四分之一圆弧，a为圆周运动的圆心，将B变为原来的2倍，那么半径变为原来的一半，即轨迹为半圆。6. BC 注意等效电流的方向和电子运动的方向相反。沿垂直于轨道平面的方向加一磁感应强度为B0的外来磁场后，假如B0垂直于纸面向里，根据左手定那么可以判断电子受洛伦兹力沿半径向外，那么电子的向心力为电场力与洛伦兹力之差，向心力减小，而轨道半径没变，所以电子的环绕速度减小，其等效电流随之减弱，P点磁场相应减弱，C正确；同理，B0垂直于纸面向外时，洛伦兹力指向圆心，电子的向心力变大，环绕速度变大，等效电流增强，P点磁场相应增强，B2>B1，B正确。7. 带电粒子进入电场，经电场加速。根据动能定理：所以粒子进入磁场后做匀速圆