高二物理洛伦兹力测试题(考卷)
新课标高二物理下学期期末考试分类汇编洛伦兹力(含答案及解析)
新课标高二物理下学期期末考试分类汇编：专题02 洛伦兹力一、洛伦兹力的方向1．（2022·湖南·高二学业考试）甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子（重力及粒子之间的相互作用力不计），分别以速度v 甲和v 乙垂直磁场方向射入匀强磁场中，且甲乙>v v （下列各图中的v 表示粒子射入磁场的方向），则甲乙两个粒子的运动轨迹正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】A【解析】CD ．根据左手定则可判断带正电的粒子在磁场中向上偏转，选项CD 错误； AB ．根据洛伦兹力提供向心力有2v qvB m R= 解得mv R qB= 由于甲乙>v v ，则R R >甲乙选项A 正确，B 错误。
故选A 。
2．（2022·黑龙江·嫩江市第一中学校高二期中）下列各图中标出了磁场B 和正电荷运动速度v 的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向右的是（ ）A ．B ．C．D．【答案】D【解析】A．由左手定则可知洛仑兹力方向垂直纸面向里，故A错误；B．带电粒子运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故B错误；C．由左手定则可知洛仑兹力方向沿纸面向左，故C错误；D．由左手定则可知洛仑兹力方向沿纸面向右，故D正确。
故选D。
3．（2022·安徽·安庆市第二中学高二期中）在地球赤道上，某放射源产生的一束β粒子（即电子）沿竖直向上的方向射出，考虑到地磁场的影响，这一束β粒子的运动轨迹将（）A．向东偏转B．向西偏转C．向南偏转D．向北偏转【答案】A【解析】赤道处的磁场方向从南向北，带负电的β粒子沿竖直向上的方向射出，根据左手定则可知其运动轨迹将向东偏转。
故选A。
4．（2022·广东韶关实验中学高二阶段练习）下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的判断正确的是（）A．洛伦兹力方向竖直向下B．洛伦兹力方向垂真纸面向里C．粒子带负电D．洛伦兹力方向垂直纸面向外【答案】BD【解析】A ．粒子带负电，根据左手定则，四指指向左，手心向里，大拇指向上，即洛伦兹力方向竖直向上，故A 错误；B ．粒子带负电，根据左手定则，四指指向上，手心向左，大拇指指向里，所以洛伦兹力方向垂真纸面向里，故B 正确；C ．根据左手定则，手心向外，大拇指指向上，四指指向与速度方向相同，所以粒子带正电，故C 错误；D ．粒子带负电，根据左手定则，四指指向左，手心向上，所以大拇指指向外，所以洛伦兹力方向垂直纸面向外，故D 正确。
高二物理洛仑兹力专题训练-有答案、精心总结
洛仑兹力练习题1.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大、磁感应强度为B)，一个+q质量为m的粒子以速度v0沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场中，在磁场中运动的时间为t1; 一个-q质量为m的粒子以相同速度v0沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场中，在磁场中运动的时间为t2;则t1和t2时间之比为（不计粒子的重力）（）A．1∶1B．1∶C．1∶2D．2∶12.如下图甲所示，以MN为界的两匀强磁场B1＝2B2，一带电＋q、质量m的粒子从O点垂直MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下通过O点(不计粒子重力)()3.如图所示垂直纸面向里的有界匀强磁场的宽度为d，在纸面内，相同的带正电的粒子（不计重力）从左边界的A点以大小相同的初速度，沿各种方向垂直射入磁场，有些粒子从右边界射出磁场，有些粒子从左边界射出磁场。
已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，且R=d，下列说法中正确的是（）4.如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过时间△t从C点射出磁场，与水平方向成60°角。
现将带电粒子的速度变为v/3，仍从点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为（）5.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为m a、m b、m c，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )A.m a＞m b＞m cB.m b＞m a＞m cC.m c＞m a＞m bD.m c＞m b＞m a##6.三个速度大小不同的同种带电粒子（重力不计），沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为（ ）A ．3：2：1B ．1：：C ．1：1：1D ．1：2：37.如图所示，匀强磁场的边界为直角三角形，∠EGF=30°，已知磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．F 处有一粒子源，沿FG 方向发射出大量带正电荷q 的同种粒子，粒子质量为m ，粒子的初速度v0大小可调，则下列说法正确的是( )多选A ．若粒子能到达EG 边界，则粒子速度越大，从F 运动到EG 边的时间越长B ．无论v0取何值，粒子都无法到达E 点C ．能到达EF 边界的所有粒子所用的时间均相等D ．粒子从F 运动到EG 边所用的最长时间为qB m 658.在一个边长为a 的等边三角形区域内分布着磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，一质量为m 、电荷量为+q 的带正电粒子沿AB 边射入磁场中，为使该粒子能从BC 边射出，带电粒子的初速度大小至少为 。
高二物理洛伦兹力公式与方向试题
高二物理洛伦兹力公式与方向试题1.下图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（）【答案】C【解析】选项A、B中粒子速度方向与磁感线平行，不受洛伦兹力，故选项A、B错误；由左手定则知C选项正确；选项D中负粒子受洛伦兹力向上，故D错误。
【考点】洛伦兹力2.如图所示，一个带正电的物体，从固定的粗糙斜面顶端沿斜面滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，则物体沿斜面滑到底端时的速度A．不变B．变小C．变大D．不能确定【答案】C【解析】当没有加磁场时，物体从斜面上滑下时，重力做正功，摩擦力做负功，合外力做的功使物体的动能增大；当加上磁场时，带正电的物体滑下时要受到洛伦兹力，洛伦兹力垂直斜面向上，使得物体与斜面间的压力减小，摩擦力减小，摩擦力做的负功减小，故合外力做的功变大，物体滑到底端时的动能增大，速度也会变大，C是正确的。
【考点】洛伦兹力，动能定理。
3.如图，将一阴极射线管置于一通电螺线管的左方，则A．通电螺线管内部的磁场方向向右B．通电螺线管内部的磁场方向向左C．阴极射线管中的电子束将向纸面外偏转D．阴极射线管中的电子束将向纸面内偏转【答案】BD【解析】由安培定则知通电螺线管产生的磁场方向向左，螺线管左为N极，故A选项错误，B选项正确；由左手定则阴极射线管中的电子束将向纸面内偏转，故C选项错误，D选项正确。
【考点】安培定则左手定则4.如图，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将（）A．沿路径a运动，轨迹是圆B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小【答案】B【解析】由右手螺旋定则可知，在直导线的下方的磁场的方向为垂直纸面向外，根据左手定则可以得知电子受到的力向下，所以电子沿路径a运动；通电直导线电流产生的磁场是以直导线为中心向四周发散的，离导线越远，电流产生的磁场的磁感应强度越小，由半径公式r=可知，电子的运动的轨迹半径越来越大，所以B正确．【考点】本题考查带电粒子在磁场中的运动。
高二物理洛伦兹力的应用练习题
第3节洛伦兹力的应用1.两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中，设r 1、r 2为这两个电子的运动轨道半径，T 1、T 2是它们的运动周期，则 ( )A ．r 1＝r 2，T 1≠T 2B ．r 1≠r 2，T 1≠T 2C ．r 1＝r 2，T 1＝T 2D ．r 1≠r 2，T 1＝T 22．如图所示，带负电的粒子以速度v 从粒子源P 处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是 (A ．aB ．bC ．cD ．d3．一个带电粒子以初速度v 0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示．在图所示的几种情况中，可能出现的是( )]4．一重力不计的带电粒子以初速度v 0(v 0<EB)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E 和匀强磁场B ，如图甲所示．电场和磁场对粒子总共做功W 1，若把电场和磁场正交叠加，如图乙所示，粒子仍以v 0的初速度穿过叠加场区，电场和磁场对粒子总共做功W 2，比较W 1、W 2的大小( )A．一定是W1＝W2B．一定是W1>W2C．一定是W1<W2D．可能是W1>W2，也可能是W1<W25．如图所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示，现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则( )A．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0B．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0C．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0D．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T06．环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如图正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.(两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀强圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B越大B ．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B越小C ．对于给定的带电粒子，加速电压U 越大，粒子运动的周期越小D ．对于给定的带电粒子，不管加速电压U 多大，粒子运动的周期都不变7．一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场．粒子的一段径迹如下图所示．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)．从图中情况可以确定( )A ．粒子从a 到b ，带正电B ．粒子从a 到b ，带负电C ．粒子从b 到a ，带正电D ．粒子从b 到a ，带负电8．一同学家中电视机画面的幅度偏小，维修店的技术人员检查后认为是显像管或偏转线圈出了故障(显像管及偏转线圈L 如下图所示)．那么引起故障的原因可能是( )A ．电子枪发射能力减弱，电子数减小B ．加速电场的电压过高，电子速率偏大C ．偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少D ．偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱9、质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场，如图为质谱仪的原理图．设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子 (不计重力)，经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打至底片上的P点，设OP＝x，则在图中能正确反映x与U之间的函数关系的是( )10．如右图所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同动能射入两极板间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则：①偏向正极板的是质子；②偏向正极板的是氚核；③射出时动能最大的是质子；④射出时动能最大的是氚核．以上说法正确的是( )A．①②B．②③C．③④D．①④二、简答题11、一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(11H)加速到v，使它获得动能为E k，则：(1)能把α粒子(42He)加速到的速度为________．(2)能使α粒子获得的动能为________．(3)加速α粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为________．12．两块金属板a、b平行放置，板间存在与匀强电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域．一束电子以一定的初速度v0从两极板中间，沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转地通过场区，如图所示，已知板长l＝10cm，两板间距d＝3.0cm，两板间电势差U＝150V，v0＝2.0×107m/s.(1)求磁感应强度B的大小；(2)若撤去磁场，求电子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及电子通过场区后动能的增加量(电子所带电量的大小与其质量之比em＝1.76×1011C/kg ，电子带电量的大小e ＝1.60×10－19C)．答案：1、D2、BD3、AD4、B5、AD6、BC7、C8、BCD9、B 10、D11、答案：(1)v2(2)E k (3)1∶2解析：应用粒子在磁场中做圆周运动的半径公式和周期公式便可求出速度的表达式及频率表达式．(1)设加速器D 形盒半径为R ，磁场磁感应强度为B由R ＝mv qB 得v ＝qBR m ，v αv p ＝q αq p ×m p m α＝21×14＝12所以α粒子获得的速度v α＝12v p ＝12v .(2)由动能E k ＝12mv 2，得E k αE kp ＝(v αv p )2×m αm p ＝(12)2×41＝11所以α粒子获得的动能也为E k .(3)交流电压频率与粒子在磁场中的回旋频率相等 f ＝1T ＝qB 2πm ，f αf p ＝q αq p ×m p m α＝21×14＝12. α粒子与质子所需交流电压频率之比为1∶2.12、答案：(1)2.5×10－4T (2)1.1×10－2m ；55eV解析：(1)电子进入正交的电、磁场不发生偏转，则满足Bev 0＝e U d ，B ＝Uv 0d＝2.5×10－4T(2)设电子通过场区偏转的距离为y 1y 1＝12at 2＝12·eU md ·l 2v 20＝1.1×10－2mΔE k ＝eEy 1＝e Udy 1＝8.8×10－18J ＝55eV。
洛伦兹力测试题1
洛伦兹力测试题1 work Information Technology Company.2020YEAR洛伦兹力测试题1出题人：陈慧一、单选题（每题只有一个选项是正确的）1．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2.关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是（）A.带电粒子一定会受到洛伦兹力作用B.洛伦兹力F方向一定既垂直与磁场B的方向，又垂直与带电粒子的运动速度V方向C.通电导线一定会受到安培力作用D.洛伦兹力对运动电荷一定不做功，安培力对通电导线也一定不做功3．一带电粒子在垂直于匀强磁场方向的平面内，在磁场力的作用下做圆周运动．要想确定带电粒子的比荷，则下列说法正确的是（）A．只需要知道磁感应强度B和运动周期TB．只需要知道轨道半径R和磁感应强度BC．只需要知道轨道半径R和运动速度vD．只需要知道运动速度v和磁感应强度B4．两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入同一个匀强磁场中。
设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则（）A．r1＝r2，T1≠T2 B．r1≠r2，T1≠T2C．r1＝r2，T1＝T2 D．r1≠r2，T1＝T25．质子（p）和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中作匀速圆周运动，轨道半径分别为RP和 T ，则下列选项正确的是（）和 R ，周期分别为 TPA．R ：R p＝2 ：1 ；T ：T p＝2 ：1B．R ：R p＝1：1 ；T ：T p＝1 ：1C．R ：R p＝1 ：1 ；T ：T p＝2 ：1 D．R ：R p＝2：1 ；T ：T p＝1 ：16.三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为：（ ） A ．1：1：1B ．1：2：3C ．3：2：1D ．1：2：37．如图8所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中，质量为m 、带电量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑。
人教版高中物理选修二第一章《安培力与洛伦兹力》测试卷(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：128248]如图所示，水平线上方有方向垂直纸面向里、范围足够大的匀强磁场区域。
一带负电粒子P从a点沿θ=30°方向以初速度v垂直磁场方向射入磁场中，经时间t 从b点射出磁场。
不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．ab之间的距离为粒子做圆周运动的半径的2倍B．若粒子初速度为2v，射出磁场时与水平线夹角为60°C．若粒子初速度为3v，粒子经时间3t射出磁场D．若磁场方向垂直纸面向外，粒子经时间5t射出磁场2．(0分)[ID：128234]将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的S极朝上N极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个导线框就可以绕电池旋转起来。
下列判断正确的是（）A．导线框能旋转起来，是因为惯性B．若不计摩擦阻力，导线框将一直匀速转动C．俯视观察，导线框沿逆时针方向旋转D．电池输出的电功率等于导线框旋转的机械功率3．(0分)[ID：128228]下列物理量是标量的是（）A．电场强度B．电动势C．加速度D．安培力4．(0分)[ID：128225]如图所示，在边长为a的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以某一速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹角为60°。
若粒子在磁场中运动的过程中恰好与CB边相切，并从AB边穿出磁场，则v的大小为（）A ．34Bqa mB ．4Bqa mC ．38Bqa mD ．38Bqa m5．(0分)[ID ：128219]长为L 的导体棒a 通如图所示电流，与传感器相连悬挂在天花板上，长直导体棒b 固定在a 的正下方，且与a 平行，当b 不通电时，传感器显示拉力为F 1，当b 通电时，传感器显示拉力为F 2，则下列说法正确的是（ ）A ．若12F F >，则a I 、b I 的方向相同，b 在a 处的磁感应强度2b FB I L =B ．若12F F <，则a I 、b I 的方向相同，b 在a 处的磁感应强度21b F F B I L-=C ．若a b I I >，则b 受到a 的安培力小于2FD ．虽然a I 、b I 的大小、方向关系未知，b 受到a 的安培力的大小一定等于12F F - 6．(0分)[ID ：128217]如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入横截面是一正方形的匀强磁场区域，下列判断正确的是（ ）A ．电子在磁场中的运动时间越长，其轨迹线越长B ．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合C ．电子在磁场中的运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大D ．电子的速率不同，它们在磁场中运动时一定不相同7．(0分)[ID ：128275]如图所示，足够长的绝缘粗糙中空管道倾斜固定放置在竖直平面内，空间存在与管道垂直的水平方向匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，将直径略小于管道内径的带正电小球从管道顶端由静止释放，小球沿管道下滑，则关于小球以后的运动，下列说法正确的是（）A．小球的速度先增大后减小B．小球将做匀加速直线运动C．小球最终一定做匀速直线运动D．小球的加速度一直减小8．(0分)[ID：128273]如图所示，水平导线通以向右的恒定电流，导线正下方运动的电子（重力不计）的初速度方向与电流方向相同，则电子在刚开始的一段时间内做（）A．匀速直线运动B．匀速圆周运动C．曲线运动，轨道半径逐渐减小D．曲线运动，轨道半径逐渐增大9．(0分)[ID：128271]如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B=0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m，电源的电动势为E=3V，内阻r=0.2Ω，限流电阻R0=4.8Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.5Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为2V，则（）A．由上往下看，液体做顺时针旋转B．液体所受的安培力大小为1×10-3NC．闭合开关后，液体热功率为0.081W D．闭合开关10s，液体具有的动能是45J 10．(0分)[ID：128203]如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子（不计重力）沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°。
洛伦兹力测试题及答案
洛伦兹力测试出题人范志刚1、一个电子以一定初速度进入一匀强场区（只有电场或只有磁场不计其他作用）并保持匀速率运动，下列说法正确的是（）A．电子速率不变，说明不受场力作用B．电子速率不变，不可能是进入电场C．电子可能是进入电场，且在等势面上运动D．电子一定是进入磁场，且做的圆周运动2、如图—10所示，正交的电磁场区域中，有两个质量相同、带同种电荷的带电粒子，电量分别为q a、q b.它们沿水平方向以相同的速率相对着匀速直线穿过电磁场区，则（）A．它们带负电，且q a＞q b. B．它们带负带电，q a＜q bC．它们带正电，且q a＞q b. D．它们带正电，且q a＜q b. . 图-103、如图—9所示，带正电的小球穿在绝缘粗糙直杆上，杆倾角为θ，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在a点时动能为100J，到C点动能为零，而b点恰为a、c的中点，在此运动过程中（）A．小球经b点时动能为50J 图—9B．小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量C．小球在ab段克服摩擦所做的功与在bc段克服摩擦所做的功相等D．小球到C点后可能沿杆向上运动。
4、如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动.在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法一定错误的是（）A.速率变小，半径变小，周期不变B.速率不变，半径不变，周期不变C.速率不变，半径变大，周期变大D.速率不变，半径变小，周期变小5、如图所示，x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场.有两个质量相同，电荷量也相同的带正、负电的离子（不计重力），以相同速度从O点射入磁场中，射入方向与x轴均夹θ角.则正、负离子在磁场中（）A.运动时间相同B.运动轨道半径相同C.重新回到x轴时速度大小和方向均相同D.重新回到x轴时距O点的距离相同6、质量为0.1kg、带电量为×10—8C的质点，置于水平的匀强磁场中，磁感强度的方向为南指向北，大小为.为保持此质量不下落，必须使它沿水平面运动，它的速度方向为_____________，大小为______________。
高二物理洛伦兹力的应用考试题
第6章第3节(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！) 1．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则()A．粒子的速率加倍，周期减半B．粒子速率不变，轨道半径减半C．粒子的速度减半，轨道半径变为原来的1/4D．粒子速度不变，周期减半【解析】洛伦兹力不做功，故粒子速率不变，由R＝m v/Bq知，B′＝2B0时R′＝R0/2.同理，T′＝T0/2.【答案】BD2．两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入一匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则()A．r1＝r2，T1≠T2B．r1≠r2，T1≠T2C．r1＝r2，T1＝T2D．r1≠r2，T1＝T2【解析】同种粒子在同一磁场中运动时，R∞v而T与v无关．【答案】 D3．如右图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧．将弯管置于给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在的平面(即纸面)，并且指向纸外，有一束粒子对准a端射入弯管，若粒子有不同的质量，不同的速度，但都是一价的正离子，则能沿中心线通过弯管的粒子必须()A．速度大小一定B．质量大小一定C．质量与速度乘积的大小一定D．动能大小一定【解析】粒子的轨道半径相等，由R＝m v/Bq知在R、B、q相等时，m v一定相等．【答案】 C4．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如右图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减小．下列说法正确的是( )A ．粒子先经过a 点，再经过b 点B ．粒子先经过b 点，再经过a 点C ．粒子带负电D ．粒子带正电【解析】 本题考查的知识点为左手定则、带电粒子在磁场中的运动的半径与速率的关系．从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a 点的曲率半径大于在b 点的曲率半径．由R ＝m vqB 知，半径越小速度越小，所以粒子在b 点的速度小于在a 点的速度，故粒子先经过a 点，再经过b 点，A 项正确B 错误；根据左手定则可以判断粒子带负电，C 项正确D 项错误．【答案】 AC5．用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法( )A ．将其磁感应强度增大为原来的2倍B ．将其磁感应强度增大为原来的4倍C ．将D 形金属盒的半径增大为原来的2倍 D ．将D 形金属盒的半径增大为原来的4倍 【解析】 由R ＝m v Bq 及E k ＝12m v 2，得E k ＝B 2R 2q 22m .【答案】 AC6．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动．下列说法正确的是( ) A ．速率越大，周期越大 B ．速率越小，周期越大 C ．速度方向与磁场方向平行D ．速度方向与磁场方向垂直【解析】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，向心力是由洛伦兹力提供的，因此由牛顿第二定律得：f ＝Bq v ＝m v 2r ，又T ＝2πr v .所以得T ＝2πmBq ，由此可以确定，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与速率无关，则AB 错；由左手定则可确定带电粒子匀速圆周运动时，速度的方向与磁场的方向是垂直的关系，则C 错D 对．【答案】 D7．如右图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过区域的时间为t .若加磁感应强度为B 的水平向里的匀强磁场．带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的( )A ．带电粒子的比荷B ．带电粒子在磁场中运动的周期C ．带电粒子的初速度D ．带电粒子在磁场中的运动半径【答案】 AB8.如右图所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v 1和v 2.如果v 2＝2v 1，则1和2的轨道半径之比r 1∶r 2及周期之比T 1∶T 2分别为( )A ．r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶2B ．r 1∶r 2＝1∶2，T 1∶T 2＝1∶1C ．r 1∶r 2＝2∶1，T 1∶T 2＝1∶1D ．r 1∶r 2＝1∶1，T 1∶T 2＝2∶1【解析】 因为粒子在磁场中做圆周运动的半径r ＝m v /qB ，周期T ＝2πm /qB ，所以r 1∶r 2＝m 1v 1q 1B ∶m 2v 2q 2B ＝v 1∶v 2＝1∶2，T 1∶T 2＝2πm 1q 1B ∶2πm 2q 2B＝1∶1. 【答案】 B9．如图所示，直角三角形ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB 方向射入磁场，分别从AC 边上的P 、Q 两点射出，则( )A ．从P 射出的粒子速度大B ．从Q 射出的粒子速度大C ．从P 射出的粒子，在磁场中运动的时间长D ．两粒子在磁场中运动的时间一样长【解析】 作出各自的轨迹如右图所示，根据圆周运动特点知，分别从P 、Q 点射出时，与AC 边夹角相同，故可判定从P 、Q 点射出时，半径R 1<R 2，所以，从Q 点射出的粒子速度大，B 正确；根据图示，可知两个圆心角相等，所以，从P 、Q 点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等．正确选项应是B 、D.【答案】 BD10．如右图所示，长为l 的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ；板间距离也为l ，板不带电．现有质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是( )A ．使粒子的速度v <Bql4mB ．使粒子的速度v >5Bql4mC ．使粒子的速率v >BqlmD ．使粒子的速度Bql 4m <v <5Bql4m【解析】 粒子不打在极板上的状态有两种：从右上角极板边缘区射出或从左下角极板边缘区射出．注意第二种情况下粒子运动的轨道是半圆．【答案】 AB11．如右图所示，一带电荷量为2.0×10－9C ，质量为1.8×10－16kg 的粒子，在直线上一点O 沿30°方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，经过1.5×10－5s 后到达直线上另一点P .求：(1)粒子做圆周运动的周期． (2)磁感应强度B 的大小．(3)若OP 之间的距离为0.1 m ，则粒子的运动速度多大？【解析】 粒子进入磁场后，受洛伦兹力的作用，重力很小可忽略，将做匀速圆周运动，其轨迹如右图所示．由几何关系可知OP 弦的圆心夹角θ＝60°.粒子从O 点出发经历大圆弧到达P 点的时间已知，则可求粒子运动周期．由周期公式可求磁感应强度B ，已知OP 的长度可求半径R ，进而求粒子运动速度．(1)作出粒子轨迹，由图知粒子由O 到P 大圆弧所对圆心角为300°，则t T ＝300°360°.周期T ＝65t ＝65×1.5×10－6 s ＝1.8×10－6 s.(2)R ′＝r cot 30°＝3r又R ′＝m v qB ′，所以B ′＝33B(3)粒子在磁场中飞行时间 t ＝16T ＝16×2πm qB ′＝3πr3v. 【答案】 (1)v Br (2)33B (3)3πr 3v12.如右图所示，在电脑显示器的真空示波管内，控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场，磁场区域是宽度为3.0 cm 的矩形，右边界距荧光屏20.0 cm ，高度足够．某段时间内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B ＝4.55×10－3 T 不变．电子初速度不计，经U ＝4 550V 电压加速后沿中心线射入磁场，偏转后打在屏上产生亮点(若无磁场，亮点在屏中心)，已知电子的质量m ＝0.91×10－30kg ，电荷量e ＝1.6×10－19C.(1)在图中大致画出电子运动的径迹； (2)求亮点偏离荧光屏中心的距离． 【解析】 (1)电子运动的径迹如下图所示：(2)电子经U 加速得到速度v 0，由eU ＝12m v 02得v 0＝2eUm＝2×1.6×10－19×4 5500.91×10－30m/s ＝4×107 m/s ①由e v B ＝m v 02r 得：r ＝m v 0Be ＝0.91×10－30×4×1074.55×10－3×1.6×10－19 m ＝0．05 m ＝5 cm ②sin α＝35 cos α＝45 tan α＝34③亮点偏离屏中心的距离：y ＝(r －r cos α)＋20.0tan α ＝5×(1－45) cm ＋20.0×34 cm ＝16 cm.④【答案】 (1)图见解析 (2)16 cm。
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图1 B 图5洛伦兹力测试题一、单选题（每题只有一个选项是正确的） 1．下列说法中正确的是（）A ．回旋加速器可以将带电粒子的速度加速到无穷大B ．回旋加速器的两个D 形盒之间应加上高压直流电源C ．回旋加速器的两个D 形盒之间应加上高频交流电源 D ．带电粒子在D 形盒中的轨迹半径是不变的2．如图所示，两块平行金属板中间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入两板间，不计重力，射出时它的动能减小了，为了使粒子动能增加，应采取的办法是（） A ．使粒子带电性质相反 B ．使粒子带电量增加 C ．使电场的场强增大 D ．使磁场的磁感应强度增大3．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频电源的两极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图1所示，则下列说法中正确的是（）A ．只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子射出时的动能B ．只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子在回旋加速器中的运动时间C ．只增大磁场的磁感应强度，可增大带电粒子射出时的动能D ．用同一回旋加速器可以同时加速质子（H 11）和氚核（H 31）4．一束带电粒子（可能含有多种电荷量和质量不同的粒子），从容器A 下方的小孔S 1飘入加速电场，然后让粒子经小孔S 2、S 3垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动，最后打在照相底片上的同一点D ，如图所示．则关于这束粒子中各种粒子的电荷量、质量关系，下列说法中正确的是（） A ．电荷量与质量的比值一定相同 B ．电荷量一定不同 C ．质量一定相同 D ．电荷量一定相同5．如图5，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入的带电粒子轨迹如图，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出：( )A ．带电粒子带正电，是从B 点射入的C ． 带电粒子带负电，是从B 点射入的 C ．带电粒子带负电，是从A 点射入的D ．带电粒子带正电，是从A 点射入的6．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电量为q 的液滴作半径为R 的匀速圆周运动，已知电场强度为E ，磁感强度为B ，则液滴的质量和环绕速度分别为（） A ．Eq/g ，BgR/E B. B 2qRE ，E/B C. B ，BRq/E D. Eq/g ，E/B7．如图所示，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平指向纸内，三个带等量同种电荷的微粒处在这一正交的电、磁场中，已知a 处于静止状态，b 沿水平方向匀速U S 1S 2S 3BD A向右运动，c 沿水平方向匀速向左运动，则三个微粒质量大小关系应为( ) A.m a 〈m b 〈m cB.m b 〈m a 〈m cC.m a =m b =m cD.m c 〈m b 〈m a二、双选题（每题有两个选项是正确的）8．如图所示，质量为m 、电荷量为q 的带电液滴从h 高处自由下落，进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面，磁感应强度为B ，电场强度为E ．已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的半径R 为（） A ．g h B E 2 B ．ghE B 2C ．gh qB m 2 D ．gh m qB 2 9.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图1所示，这台加速器由两个铜质D 形盒D 1、D 2构成，其间留有空隙，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10.图中为一“滤速器”装置示意图。
a 、b 为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O 进入a 、b 两板之间。
为了选取具有某种特定速率的电子，可在a 、b 间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动，由O'射出。
不计重力作用。
可能达到上述目的的办法是 A.使a 板电势高于b 板，磁场方向垂直纸面向里 B.使a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面向里 C.使a 板电势高于b 板，磁场方向垂直纸面向外 D.使a 板电势低于b 板，磁场方向垂直纸面向外 三、填空题11.如图所示，电子射线管（A 为其阴极），放在蹄形磁轶的N 、S 两极间，射线管的阴极A 接在直流高压电源的_____________填(正或负)极，此时，荧光屏上的电子束运动径迹________________偏转。
（填“向上”、“向下”“不”）13.如图所示，一束β粒子(即电子)自下而上进人一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，则磁场方向向，进人磁场后，p 粒子的动能（填“增加”、“减少”或“不变”）12．目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能。
图12表示出了它的发电原理。
将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，从整体来说是呈电中性）喷射入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场中有两块面积为S ，相距为d 的平行金属板A 、B 与外电阻R 相连构成一电路，设气流的速度为v ，气体的电导率（电阻率的倒数）为 ，则电流表的示数为；流过外电阻R 的电流的方向为 。
hO a b O' 图12四、计算题15．如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质为m，电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后由A孔射出，求：（1）加速器中匀强磁场B的方向和大小。
（2）设两D形盒间距离为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数。
（3）加速到上述能量所需的时间。
16.如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y＜0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外。
一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y＝h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x＝2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y＝－2h处的P3点。
不计重力。
求（l）电场强度的大小。
（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。
（3）磁感应强度的大小。
17.如图所示，竖直平面上有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度Ｅ1=2500N/C，方向竖直向上；磁感应强度Ｂ=103T，方向垂直纸面向外；有一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带正电小球自Ｏ点沿与水平线成45°以v0=4m/s的速度射入复合场中，之后小球恰好从Ｐ点进入电场强度Ｅ2=2500N/C，方向水平向左的第二个匀强电场中．不计空气阻力，g 取10m/s2．求：⑴Ｏ点到Ｐ点的距离s1；⑵小球经过Ｐ点的正下方Ｑ点时与Ｐ点的距离s2．18.如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场，左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，其宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感强度大小为B、方向垂直纸面向外；右侧匀强磁场的磁感强度大小也为B、方向垂直纸面向里.一个带正电的粒子(质量m，电量q，不计重力)从电场左边缘a点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到了a点，然后重复上述运动过程.求：(1)中间磁场区域的宽度d.(2)带电粒子从a点开始运动到第一次回到a点时所用的时间t.清远市第一中学第14周周测题答案题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 CCAACABACADAD填空题 11. 12. 13. 计算题15．解：（1）由左手定则判定B 的方向垂直纸面向里 RqmE B BqmEBqmv R 22===（2）E=nuq 转一周加速两次旋转周数为uqE n 22=（3）uBq mET n t Bq mT 222ππ===16.17.解析：（１）带电小球在正交的匀强电场和匀强磁场中因受到的重力Ｇ＝mg ＝0.1N电场力Ｆ1＝q Ｅ1＝0.1N ，即Ｇ＝Ｆ1，故小球在正交的电磁场中由Ａ到Ｃ做匀速圆周运动．根据牛顿第二定律得：R v m B qv 20=解得： Ｒ＝m m qBmv 13520101044101==⨯⨯⨯⨯--由几何关系得：m R s 221==（２）带电小球在Ｃ点的速度大小仍为v 0=4m/s ，方向与水平方向成45°．由于电场力Ｆ2＝q Ｅ2＝0.1N ，与重力大小相等，方向相互垂直，则合力的大小为Ｆ＝N 21.0，方向与初速度垂直，故小球在第二个电场中作平抛运动．建立如图所示的x 、y 坐标系． 沿y 方向上，小球的加速度a =Ｆ/m ＝2/102s m ⨯ 位移y =221at沿x 方向上，小球的位移x =v 0t 由几何关系有：x y =即：221at ＝v 0t ，解得：t ＝0.42sＱ点到Ｐ点的距离s 2＝m m x 2.324.0422=⨯⨯=18.解：(1)电场中加速，由2v aL =qE a m =∴mqELv 2=3分 磁场中偏转，由牛顿第二定律得rv m qvB 2=∴ qmELB qB mv r 21==2分 可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图，三段圆弧的圆心组成的三角形△O 1O 2O 3是等边三角形，其边长为2r 1分∴qmELB r d 62160sin == 2分(2)电场中，qEmLqE mv a v t 22221===2分 中间磁场中，qBmT t 32622π=⨯= 2分 右侧磁场中，qB m T t 35653π==2分 则qBmqE mL t t t t 3722321π+=++= 2分。