课时跟踪检测(二) 磁场对运动电荷的作用力

PAGE第4页共4页课时跟踪检测(二)磁场对运动电荷的作用力eq\a\vs4\al(A)组—重基础·体现综合1．(多选)下列说法中正确的是()A．运动电荷不受洛伦兹力的地方一定没有磁场B．运动电荷受到的洛伦兹力方向既与其运动方向垂直，又与磁感线方向垂直C．带电荷量为q的电荷，在磁场中运动速度大小不变，则所受洛伦兹力大小一定不变D．洛伦兹力对运动电荷不做功解析：选BD运动电荷的速度方向跟磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用，故A错误；由左手定则可知洛伦兹力垂直于速度方向与磁场方向所决定的平面，故B正确；带电荷量为q的电荷，在磁场中受到的洛伦兹力为F＝qvBsinθ，运动速度不变，若B的大小或θ发生变化，则电荷所受洛伦兹力大小发生变化，故C错误；洛伦兹力只改变运动电荷速度的方向，不改变速度的大小，对运动电荷不做功，故D正确。2．关于静电力、安培力与洛伦兹力，下列说法正确的是()A．电荷放入静电场中一定会受静电力，静电力的方向与该处电场强度的方向相同B．通电导线放入磁场中一定受安培力，安培力的方向与该处磁场方向垂直C．电荷放入磁场中就会受到洛伦兹力，洛伦兹力的方向与该处磁场方向垂直D．当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到的洛伦兹力最大，方向与磁场方向垂直解析：选D电荷放入静电场中一定会受静电力，正电荷受到的静电力的方向与该处电场强度的方向相同，负电荷受到的静电力的方向与该处电场强度的方向相反，故A错误；通电导线放入磁场中不一定受安培力，例如电流方向与磁场方向平行时不受安培力，故B错误；静止的电荷放入磁场中不受洛伦兹力，运动电荷的速度方向与磁感线平行时也不受洛伦兹力，故C错误；当电荷的速度方向与磁场方向垂直时受到的洛伦兹力最大，即F＝qvB，方向与磁场方向垂直，故D正确。3.高大建筑上都有一竖立的避雷针，用以把聚集在云层中的电荷导入大地。在赤道某地两建筑上空，有一团带负电荷的乌云经过其正上方时，发生放电现象，如图所示。则此过程中地磁场对避雷针的作用力的方向是()A．向东 B．向南C．向西 D．向北解析：选C当带有负电荷的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，负电荷从上而下通过避雷针，所以电流的方向为从下而上，磁场的方向从南向北，根据左手定则，安培力的方向向西，故C正确。4.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电荷的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析：选B由右手螺旋定则可以判断出a、b、c、d四根长直导线在正方形中心O处产生的磁感应强度如图所示，四个磁感应强度按矢量的平行四边形定则合成，可得合磁场为水平向左。利用左手定则判断洛伦兹力的方向，可得洛伦兹力方向竖直向下，故B项正确。5.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则()A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变解析：选A由右手螺旋定则判断通电直导线产生的磁场在电子一侧的方向垂直纸面向里，再由左手定则判断电子在该磁场中受洛伦兹力方向向右，故电子向右偏转，洛伦兹力不做功，即电子速率不变，选项A正确。6.在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是()A．匀速直线运动 B．来回往复运动C．变速直线运动 D．曲线运动解析：选A通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，应做匀速直线运动。7．如图，一束负离子从S点沿水平方向射出，在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，负离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中，则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及相互作用力)()A．E向上，B向上 B．E向下，B向下C．E向上，B向下 D．E向下，B向上解析：选A由题意可知，负离子在电场中受力应向下，故电场方向应向上；而负离子在磁场作用下向左偏转，故说明洛伦兹力向左，由左手定则可知，B应向上，故A正确。8.如图所示，质量为m的带正电荷小球能沿着绝缘墙面竖直下滑，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。若小球带电荷量为q，球与墙面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则小球下滑的最大速度和最大加速度分别是多少？解析：当小球刚开始下滑时有最大加速度，即a＝g，当小球的加速度为0时有最大速度，即mg＝μF洛，F洛＝qvB，解得v＝eq\f(mg,μqB)。答案：eq\f(mg,μqB)geq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新9．(多选)如图所示，绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有NaCl的水溶液，容器上、下端装有铂电极A和C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高，闭合开关后()A．M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度B．N处电势高于M处电势C．M处电势高于N处电势D．P管中液面高于Q管中液面解析：选AD根据左手定则可知，钠离子在洛伦兹力作用下，向M处偏转，因此M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度，故A正确；依据正离子的定向移动方向与电流方向相同，而负离子移动方向与电流方向相反，根据左手定则可知，正、负离子均偏向同一方向，因此M、N两处电势相等，故B、C错误；当开关闭合时，液体中有从A到C方向的电流，根据左手定则可知，液体将受到指向M的安培力作用，因此P端的液面将比Q端的高，故D正确。10．如图所示，来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能带电粒子，幸好由于地磁场的存在而改变了这些带电粒子的运动方向，使很多带电粒子不能到达地面，避免了其对地面上生命的危害。已知北京上空某处由南指向北的磁感应强度为1.2×10－4T，如果有一速率v＝5.0×105m/s、电荷量q＝1.6×10－(1)此时该质子受到的洛伦兹力是多大？向哪个方向偏转？(2)在地球两极处地磁场方向可近似认为垂直于地面，在赤道处地磁场方向可近似认为由地理南极指向地理北极。那么，地球两极处和赤道处相比，哪个区域地磁场对高能带电粒子的阻挡效果更好？为什么？解析：(1)已知质子运动方向与地磁场方向垂直，根据洛伦兹力计算公式，得F＝qvB＝1.6×10－19×5.0×105×1.2×10－4N＝9.6×10－18N。根据左手定则可知，质子受到的洛伦兹力由西向东，因此质子向东偏转。(2)赤道处阻挡效果更好。由于地球两极处地磁场可近似认为垂直于地面，因此带电粒子的运动方向与两极处的