高考物理总复习 冲A方案 课时训练（二十）第20讲 运动电荷在磁场中受到的力（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.docx

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1、课时训练(二十)【运动电荷在磁场中受到的力】【基础过关】1.2019临安中学模拟 下列关于洛伦兹力的说法中正确的是()A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.如果把电荷量由+q改为-q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变C.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D.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变2.如图Z20-1所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是()图Z20-1A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D

2、.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动图Z20-23.如图Z20-2所示,重力不计的带电粒子水平向右进入匀强磁场,对该带电粒子进入磁场后的运动情况,以下判断正确的是()A.粒子向上偏转B.粒子向下偏转C.粒子不偏转D.粒子很快停止运动图Z20-34.a、b、c三束粒子沿纸面向上射入垂直于纸面向里的匀强磁场中,偏转轨迹如图Z20-3所示,关于粒子的带电性质,下列判断正确的是()A.a带负电荷B.a带正电荷C.b带正电荷D.c带正电荷5.2019台州中学模拟 地球的极光由地球磁层和太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生.假如高速电子流以与地球表面垂直的方向射向赤

3、道上空的某一点,则电子流在进入地球周围的空间时,将()A.向东偏转B.向西偏转C.向北偏转D.竖直向下沿直线射向地面图Z20-46.如图Z20-4所示,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右偏转经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右图Z20-57.如图Z20-5所示,将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且两极在同一水平面内,则阴极射线将() A.向里偏转B.向外偏转C.向上偏转D.向下偏转图Z20-68.如图Z20-6所示是电子射线管示

4、意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴正方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,下列措施可行的是()A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向C.加一磁场,磁场方向沿x轴正方向D.加一磁场,磁场方向沿y轴负方向图Z20-79.2019镇海中学模拟 如图Z20-7所示,电子枪向右发射电子束,其正下方水平直导线内通有向右的电流,则电子束将()A.向上偏转,速率越来越小B.向上偏转,速率保持不变C.向下偏转,速率越来越大D.向下偏转,速率保持不变10.图Z20-8为磁流体发电机的示意图,一束等离子体(含正、负离子)沿图示方向垂直射入由一

5、对磁极产生的匀强磁场中,A、B是一对平行于磁场放置的金属板,板间连入电阻R,则电路稳定后()图Z20-8A.离子可能向N极偏转B.A板聚集正离子C.R中有向上的电流D.离子在磁场中偏转时洛伦兹力可能做功11.如图Z20-9所示,电流从A点分两路通过对称的材料完全相同的半圆聚于B点.现有一电子垂直于纸面向圆心射入,关于电子的偏转方向, 图Z20-9下列说法正确的是()A.电子向上偏转B.电子向下偏转C.电子向左偏转D.不偏转【领先冲A】12.如图Z20-10所示,从S处发出的热电子经电压为U的电场加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,发现电子流向上极板偏转.不考虑电子本身的重力.设两极板

6、间电场强度为E,磁感应强度为B.欲使电子沿直线从电磁场区域通过,只采取下列措施,其中可行的是()图Z20-10A.适当减小电场强度EB.适当减小磁感应强度BC.适当增大加速电场的宽度D.适当减小加速电压U图Z20-1113.如图Z20-11所示,带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧往复运动,它向左或向右运动通过最低点时()A.速度相同B.加速度相同C.所受洛伦兹力相同D.轨道对它的弹力相同14.托卡马克磁约束装置图如图Z20-12甲所示,该装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器.其主要原理(如图乙所示)为粒子混合体被强电流线圈产生的磁场约束在“容器”中,通电线圈产生的圆形磁

7、场可看作匀强磁场,“容器”中有运动的粒子混合体,有些粒子会运动到“容器”的边缘,它们的截面图如图丙所示.若有运动方向与磁场方向垂直的带电粒子(不计粒子重力)在P点向上运动,观察其匀速圆周运动轨迹,下列说法正确的是()图Z20-12A.要产生图乙的磁场,线圈中强电流方向应与图示电流方向相同;丙图中,带正电的粒子在P点向上运动后的轨迹是1B.要产生图乙的磁场,线圈中强电流方向应与图示电流方向相反;丙图中,带负电的粒子在P点向上运动后的轨迹是2C.要产生图乙的磁场,线圈中强电流方向应与图示电流方向相同;丙图中,带正电的粒子在P点向上运动后的轨迹是2D.要产生图乙的磁场,线圈中强电流方向应与图示电流方

8、向相反;丙图中,带负电的粒子在P点向上运动后的轨迹是115.如图Z20-13所示,一个带正电的小球沿光滑的水平绝缘桌面向右运动,速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,小球飞离桌子边缘落到地板上.设其飞行时间为t1,水平射程为x1,落地速率为v1.撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,落地速率为v2,则()图Z20-13A.t1x2C.x1v216.2019金华十校期末 如图Z20-14所示,虚线所围的区域内存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,从左侧水平向右射入的电子穿过该区域时未发生偏转.下列说法正确的是()图Z20-14A.若E的方向竖直向上、B的

9、方向垂直于纸面向外,则电子一定做匀速直线运动通过虚线所围的区域B.若E的方向竖直向上、B的方向垂直于纸面向里,则电子可能做匀速直线运动通过虚线所围的区域C.若E和B的方向都沿水平方向,则电子可能做匀减速直线运动通过虚线所围的区域D.若E和B的方向都沿竖直方向,则电子可能做匀加速直线运动通过虚线所围的区域课时训练(二十)1.B解析 因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有关,如当粒子速度与磁场垂直时,F=qvB,当粒子速度与磁场平行时,F=0,又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,选项A错误.+q改为-q且速度反向,由左手

10、定则可知洛伦兹力方向不变,由F=qvB知洛伦兹力大小也不变,选项B正确.电荷运动方向可以与磁场的方向成任意角度,选项C错误;粒子只受洛伦兹力作用时,速度大小不变,方向改变,选项D错误.2.C解析 不管通有什么方向的电流,螺线管内部磁场方向始终与轴线平行,带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力,所以一直保持原运动状态不变.3.A解析 根据左手定则,伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线垂直进入手心,四指指向带正电粒子的运动方向,则拇指指向为粒子受到的洛伦兹力方向,故粒子受到向上的洛伦兹力,所以粒子向上偏转,故A正确.4.B解析 根据左手定则,结合图可知,a粒子带正电,c粒子

11、不带电,b粒子带负电,故B正确,A、C、D错误.5.B解析 地磁场在赤道附近由南到北,电子带负电,由左手定则可判断,电子将相对于预定点稍向西偏转,故B正确. 6.A解析 条形磁铁的磁感线在a点处垂直于P向外,电子在a点向右运动,由左手定则可判断出电子所受条形磁铁的磁场作用力的方向向上,A正确.7.B解析 根据安培定则知,螺线管的磁场在阴极射线管位置处方向向下,根据左手定则知,电子所受的洛伦兹力方向垂直于纸面向外,则阴极射线管中的电子束将向纸面外偏转,故B正确.8.B解析 电子沿x轴正方向运动,则电流沿x轴负方向,要使电子偏向z轴负方向,则电子所受的力应沿z轴负方向,由左手定则可知可加一磁场,磁

12、场方向沿y轴正方向.9.B解析 由安培定则可知,直导线在电子枪处产生的磁场方向垂直于纸面向外,电子束由左向右运动,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;由于洛伦兹力对电子不做功,可知电子的速率不变,选项B正确.10.C解析 由左手定则知,正离子向B板偏转,负离子向A板偏转,离子不可能向N极偏转,A、B错误;电路稳定后,电阻R中有向上的电流,C正确;因为洛伦兹力的方向与速度方向垂直,所以洛伦兹力不可能做功,D错误.11.D解析 根据安培定则,上半个圆在圆心处产生的磁场垂直于纸面向里,而下半个圆在圆心处产生的磁场垂直于纸面向外,因此圆心处总磁场为零,电子经过时并不偏转,选

13、项D正确.12.A解析 要使电子沿直线运动,必须满足条件Eq=qvB,根据左手定则可知,电子所受的洛伦兹力的方向竖直向下,故电子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力,所以为了使电子在复合场中做匀速直线运动,要么增大洛伦兹力,要么减小电场力.适当减小加速电压U,可以减小速度v,可减小洛伦兹力,故D错误;适当减小电场强度,可以减小电场力,故A正确;适当减小磁感应强度,可减小洛伦兹力,故B错误;增大加速电场的宽度,不能改变速度v,故C错误.13.B解析 小球往复运动通过最低点时,速度方向不同,洛伦兹力方向不同,选项A、C错误;洛伦兹力不做功,所以动能不变,即速度大小不变,根据向心加速度公式a=v2

14、r知,加速度相同,选项B正确;根据受力分析知轨道对小球的弹力不同,选项D错误.14.C解析 由图乙可知,要产生图示的磁场,由安培定则可知,线圈中强电流方向应与图示电流方向相同;由左手定则可知,带正电的粒子在P点向上运动后的轨迹是2,故选项C正确.15.B解析 有磁场时,小球下落过程中要受重力和洛伦兹力的共同作用,重力方向竖直向下,大小、方向都不变;洛伦兹力的大小和方向都随速度的变化而变化,但在能落到地板的前提下,洛伦兹力的水平分力方向向右,竖直分力方向向上,竖直方向的加速度仍向下,但小于重力加速度g,从而使运动时间比撤去磁场后要长,即t1t2,选项A错误;小球在水平方向上加速运动,从而使水平位

15、移比撤去磁场后要大,即x1x2,选项B正确,选项C错误;在有磁场时,重力和洛伦兹力共同作用,洛伦兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直,不对小球做功,不改变小球的动能,有磁场和无磁场时都只有重力做功,动能的增加是相同的,有磁场和无磁场时小球落地的速度方向并不相同,但速度的大小是相等的,选项D错误.16.C解析 若E的方向竖直向上、B的方向垂直于纸面向外,则电子所受的电场力竖直向下,由左手定则可判断,洛伦兹力方向竖直向上,所以当两力大小相等时,电子穿过此区域不会发生偏转,并且做匀速直线运动,故A错误;若E的方向竖直向上、B的方向垂直于纸面向里,则电场力方向竖直向下,由左手定则可判断,洛伦兹力竖直向下,所以两力不能使电子做直线运动,会发生偏转,故B错误.若E和B的方向都沿水平方向,且电场方向与电子运动方向相反,则电子所受电场力方向与运动方向相同,由于电子运动方向与B的方向在一条直线上,所以不受洛伦兹力,因此穿过此区域不会发生偏转;如果电场方向与电子运动方向相同,则电子所受电场力与运动方向相反,则电子减速通过,故C正确.若E和B的方向都沿竖直方向,则电场力沿竖直方向,而洛伦兹力沿垂直于纸面的方向,合力方向与速度不共线,则电子做曲线运动,故D错误.