2022年粵教版高中物理選擇性必修第二冊(cè)第一章磁場(chǎng) 課時(shí)練習(xí)題及章末檢測(cè)含答案解析

第一章磁場(chǎng)

1、安培力安培力的應(yīng)用......................................................1

2、洛倫茲力..................................................................7

3、洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)......................................................12

章末綜合檢測(cè)................................................................20

1、安培力安培力的應(yīng)用

1.關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力，下列說(shuō)法正確的是（）

A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線

B.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向

C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)

D.將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角，安培力的大小一定變?yōu)樵瓉?lái)的一半

解析：選B由左手定則可知，安培力的方向一定與磁場(chǎng)方向和直導(dǎo)線垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B

正確；安培力的大小尸=〃6sin6與直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將直導(dǎo)線從中

點(diǎn)折成直角，假設(shè)原來(lái)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，若折成直角后一段與磁場(chǎng)仍垂直，另一段與磁場(chǎng)

平行，則安培力的大小變?yōu)樵瓉?lái)的一半；若折成直角后，兩段都與磁場(chǎng)垂直，則安培力的大小變

為原來(lái)的平，因此安培力大小不一定是原來(lái)的一半，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2.19世紀(jì)20年代，以塞貝克（數(shù)學(xué)家）為代表的科學(xué)家已認(rèn)識(shí)到：溫度差會(huì)引起電流，安培

考慮到地球自轉(zhuǎn)造成了太陽(yáng)照射后正面與背面的溫度差，從而提出如下假設(shè)：地磁場(chǎng)是由繞地球

的環(huán)形電流引起的。則該假設(shè)中的電流方向是（注：磁子午線是地磁場(chǎng)N極與S極在地球表面的

連線）（）

A.由西向東垂直磁子午線

B.由東向西垂直磁子午線

C.由南向北沿磁子午線

D.由赤道向兩極沿磁子午線

解析：選B地磁場(chǎng)的、極在地理南極附近，根據(jù)安培定則，大拇指指向地磁場(chǎng)的N極，則

四指的繞向即為電流的方向，即安培假設(shè)中的電流方向應(yīng)該是由東向西垂直磁子午線，故B正確.

3.如圖所示，通以恒定電流I的導(dǎo)線在紙面內(nèi)從a位置繞其一端."轉(zhuǎn)至b位置時(shí)，通電

導(dǎo)線所受安培力的大小變化情況是（）

A.變小B.不變

C,變大D.不能確定

XXXXX

B/b

XXX.；："X

XX

[xF7x胃

解析：選B當(dāng)』W在原位置時(shí)，安培力的大小為尸=8〃，當(dāng)朗V繞"端旋轉(zhuǎn)時(shí)，其大小仍是

BIL,故安培力的大小是不變的，選或B正確。

4.（2021-廣州高二檢測(cè)）如圖所示，〃是置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線，電流方向垂

直于紙面向里。在開(kāi)關(guān)S接通后，導(dǎo)線〃所受磁場(chǎng)力的方向是（）

B.豎直向下

C.水平向左D.水平向右

解析：選A在開(kāi)關(guān)S接通后，線圈中電流由左側(cè)流入，由安培定貝!可知電磁鐵右側(cè)為N極,

故導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向向左，由左手定則可知，導(dǎo)線所受安培力方向豎直向上，選項(xiàng)A正確。

5.（2021?廣東高考）截面為正方形的絕緣彈性長(zhǎng)管中心有一固定長(zhǎng)直導(dǎo)線，長(zhǎng)管外表面固定

著對(duì)稱分布的四根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線。若中心直導(dǎo)線通入電流九四根平行直導(dǎo)線均通入電流A,Z.

?乙電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長(zhǎng)管發(fā)生形變的是（）

解析：選C因16k,則可不考慮四個(gè)邊上的直導(dǎo)線之間的相互作用；根據(jù)兩通電直導(dǎo)線

間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側(cè)的直導(dǎo)線h

要受到上吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導(dǎo)線心要受到/排斥的安培力，形成

凸形，故變形后的形狀如選項(xiàng)C所示。

6.如圖是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻輻向分布，線圈中a、。兩條

導(dǎo)線長(zhǎng)均為通以圖示方向的電流/,兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為8,則（）

A.該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)

B.線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直

C.線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D.線圈將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

解析：選I）該磁場(chǎng)明顯不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線應(yīng)該是一系列方向相同的平行的

直線，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，線圈平面總與磁場(chǎng)方向平行，故B錯(cuò)誤；由左手定則可知，々導(dǎo)

線受到的安培力向上，6導(dǎo)線受到的安培力向下，故線圈將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤，D正確。

7.將一段通電直導(dǎo)線abc從中點(diǎn)〃折成120。，分別放在圖甲、乙所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線

中電流大小保持不變。圖甲中導(dǎo)線所在平面與磁場(chǎng)的磁感線平行，圖乙中導(dǎo)線所在平面與磁場(chǎng)的

破感線垂直,,則甲、乙兩圖中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比

軸）

甲乙

R班

B-3

O

D江

c理

2

解析：選B設(shè)導(dǎo)線的總長(zhǎng)為21,通過(guò)導(dǎo)線的電流為/,題圖甲中導(dǎo)線受到的安培力大小為

用〃+4cos60°?〃=）〃；題匡乙中導(dǎo)線受到的安培力的大小為28〃cos30°=小叢門(mén),

根據(jù)題意有鎘員〃=*〃，則有*=4^,B正確。

8.如圖所示，臺(tái)秤上放一光滑平板，其左邊固定一擋板，一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連

接起來(lái)，此時(shí)臺(tái)秤讀數(shù)為￡?，F(xiàn)在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導(dǎo)線，電流方向如圖所示,

當(dāng)加上電流后，臺(tái)秤讀數(shù)為“，則以下說(shuō)法正確的是（）

A.F>RB.

C.彈簧長(zhǎng)度將變長(zhǎng)D.彈簧長(zhǎng)度將不變

解析：選A選通電導(dǎo)線為研究對(duì)象，根據(jù)左手定則判斷可知，通電導(dǎo)線所受安培力方向?yàn)?/p>

斜向右下方，根據(jù)牛頓第三定律分析得知，磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，則磁鐵將向左運(yùn)

動(dòng)，彈簧被壓縮，所以長(zhǎng)度將變短，故C、D錯(cuò)誤；由于磁鐵受到的安培力方向斜向左上方，對(duì)

臺(tái)秤的壓力減小，則故A正確，B錯(cuò)誤。

9.如圖所示，在與水平方向夾角為60°的光滑金屬導(dǎo)軌間有一電源，在相距1m的平行導(dǎo)

軌上放一質(zhì)量為切=0.3kg的金屬棒a”通以從ia、7=3A的電流，磁場(chǎng)方向豎直向上，這

時(shí)金屬棒恰好靜止(g=10m/s")。求：

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/p>

(2)油棒對(duì)導(dǎo)軌的壓力的大小。

解析：(1)金屬棒數(shù)靜止，受力情況如圖所示，沿斜面方向受力平衡,

則有mgn600=BILcos60°,

5HG的an6000.3X10X/個(gè)八小

解得~~3X1T-1.73TO

(2)根據(jù)平衡條件及牛頓第三定律得，金屬棒劭對(duì)導(dǎo)軌的壓力為:

用，卜=6N。

cos60

2

答案：(1)1.73T(2)6N

10.電流天平是一種測(cè)量磁場(chǎng)力的裝置.，如圖所示，兩相距很近的通電平行線圈I和H,線

圈I固定，線圈II置于天平托盤(pán)上。當(dāng)兩線圈均無(wú)電流通過(guò)時(shí)，天平示數(shù)恰好為零。下列說(shuō)法正

確的是（）

A.當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)，兩線圈電流方向相同

B.當(dāng)天平示數(shù)為正時(shí)，兩線圈電流方向相同

c.線圈I對(duì)線圈II的作用力大于線圈n對(duì)線圈I的作用力

D.線圈I對(duì)線圈II的作用力與托盤(pán)對(duì)線圈11的作用力是一對(duì)相互作用力

解析：選A裝置的構(gòu)造模型為兩個(gè)線圈和一個(gè)杠桿，當(dāng)線圈中通有同向電流時(shí)互相吸引，

通有異向電流時(shí)互相排斥，故當(dāng)天平示數(shù)為負(fù)時(shí)表示兩線圈互相吸引，所以為同向電流，A正確,

B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第三定律可知線圈I對(duì)線圈H的作用力等于線圈H對(duì)線圈I的作用力，C錯(cuò)誤;

由相互作用力的特點(diǎn)知,線圈I對(duì)線圈II的作用力與托盤(pán)對(duì)線圈n的作用力,不是一對(duì)相互作用

力,D錯(cuò)誤。

11.電磁炮是一種新式武器，其工作原理如圖所示。當(dāng)水平放置的兩光滑平行導(dǎo)軌接入電源

時(shí)，強(qiáng)電流從一導(dǎo)軌流出，經(jīng)滑塊（炮彈）從另一導(dǎo)軌流回時(shí)，在兩導(dǎo)軌平面間產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小與電流成正比。通有電流的炮彈在安培力的作用下加速一段距離后，會(huì)以很大的動(dòng)能

射出。關(guān)于電磁炮，下列說(shuō)法正確的是（不考慮滑塊移動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)）（）

A.當(dāng)平行導(dǎo)軌通有如圖所示的電流時(shí)，導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向豎直向下

B.當(dāng)回路中電流一定時(shí)，炮彈將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.若只將電流增大到原來(lái)的2培，則炮彈射出的動(dòng)能也會(huì)增大到原來(lái)的2倍

D.若只將導(dǎo)軌長(zhǎng)度增大到原來(lái)的2倍，則炮彈射出的動(dòng)能會(huì)增大到原來(lái)的4倍

解析：選B當(dāng)平行導(dǎo)軌通有題圖所示的電流時(shí)，根據(jù)安培定則可知導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)方向豎直

向上，A錯(cuò)誤；當(dāng)回路中電流一定時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得產(chǎn)安=8〃=儂，解得炮彈加速度a

=—，所以炮彈將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；若只將電流增大到原來(lái)的2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度也變

m

為原來(lái)的2倍，則安培力增大到原來(lái)的4倍，根據(jù)動(dòng)能定理廣安-0,可得炮彈射出時(shí)的動(dòng)

能也會(huì)增大到原來(lái)的4倍，C錯(cuò)誤；若只將導(dǎo)軌長(zhǎng)度x增大到原來(lái)的2倍，根據(jù)動(dòng)能定理廠安才=

40,可得炮彈射出時(shí)的動(dòng)能也會(huì)增大到原來(lái)的2倍，D錯(cuò)誤。

12.（2021?珠海高二檢測(cè)）如圖所示為一電流表的原理示意圖。質(zhì)量為次的勻質(zhì)細(xì)金屬棒/外

的中點(diǎn)處通過(guò)一掛鉤與一豎直懸掛的絕緣彈簧相連，絕緣彈簧的勁度系數(shù)為九在矩形區(qū)域泌cd

內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4方向垂直紙面向外。與朗M的右端M連接的一絕緣輕指針可

指示標(biāo)尺上的示數(shù)，就V的長(zhǎng)度大于防。當(dāng)』邠中沒(méi)有電流通過(guò)且處于平衡狀態(tài)時(shí)，JW與矩形區(qū)

域的“邊重合，當(dāng)蒯V中有電流通過(guò)時(shí)，指針示數(shù)可表示電流的大小。重力加速度為外

〃/少

MdeCN_

(1)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為多少？

(2)若要電流表正常工作，的哪一端應(yīng)與電源正極相接？

(3)若R=2.0N/m,茄=0.20m,W=0.05m,8=0.20T,則此電流表的量程是多少？(不

計(jì)通電時(shí)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用)

(4)在(3)的條件下，若將量程擴(kuò)大為原來(lái)的2倍，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)變?yōu)槎啻螅?/p>

解析：⑴設(shè)電流表示數(shù)為零時(shí)?彈簧的伸長(zhǎng)量為人必時(shí)有mg=kAx,解得△*=野。

(2)為使電流表正常工作，作用于通有電流的金屬棒J相的安培力必須向下，由左手定則分析

知，時(shí)端應(yīng)接電源正極。

⑶設(shè)電流表滿偏時(shí)通過(guò)」網(wǎng)的電流為八，則有BI…高+mg=k(~7b+Ax)

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得(x=2.5A,故電流表的量程為0~2.5Ao

(4)設(shè)量程擴(kuò)大后，磁感應(yīng)強(qiáng)度為9，則有

2B'7mx,ab+mg=k(cZ?+△/)

解得4'=0.1To

答案：(1譚⑵必端⑶0?2.5A(4)0.1T

2、洛倫茲力

1.（多選）下列說(shuō)法中正確的是（）

A.運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力的地方一定沒(méi)有磁場(chǎng)

B.運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力方向既與其運(yùn)動(dòng)方向垂直，又與磁感線方向垂直

C.帶電荷量為g的電荷，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度大小不變，則所受洛倫茲力大小一定不變

D.洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功

解析：選BD運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不受洛倫茲力作用，故A錯(cuò)誤；由左

手定則可知洛倫茲力垂直于速度方向與磁場(chǎng)方向所決定的平面，故B正確；帶電荷量為q的電荷，

在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力為厭in運(yùn)動(dòng)速度不變，若6的大小或。發(fā)生變化，則電荷所

受洛倫茲力大小發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；洛倫茲力只改變運(yùn)動(dòng)電荷速度的方向，不改變速度的大小,

對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，故D正確。

2.關(guān)于靜電力、安培力與洛倫茲力，下列說(shuō)法正確的是（）

A.電荷放入靜電場(chǎng)中一定會(huì)受靜電力，靜電力的方向與該處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同

B.通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中一定受安培力，安培力的方向與該處磁場(chǎng)方向垂直

C.電荷放入磁場(chǎng)中就會(huì)受到洛淪茲力，洛倫茲力的方向與該處磁場(chǎng)方向垂直

D.當(dāng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)受到的洛倫茲力最大，方向與磁場(chǎng)方向垂直

解析：選D電荷放入靜電場(chǎng)中一定會(huì)受靜電力，正電荷受到的靜電力的方向與該處電場(chǎng)強(qiáng)

度的方向相同，負(fù)電荷受到的靜電力的方向與該處電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反，故A錯(cuò)誤；通電導(dǎo)線放

入磁場(chǎng)中不一定受安培力，例如電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)不受安培力，故B錯(cuò)誤；靜止的電荷

放入磁場(chǎng)中不受洛倫茲力，運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁感線平行時(shí)也不受洛倫茲力，故C錯(cuò)誤；當(dāng)

電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)受到的洛倫茲力最大，即勺g必，方向與磁場(chǎng)方向垂直，故D

正確。

3.在磁場(chǎng)中々如圖所示的甲、乙兩個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷，甲運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直，乙運(yùn)動(dòng)方向與

磁場(chǎng)方向平行，則（）

1「甲

1,r

一叱

A.甲、乙都受洛倫茲力作用

B.甲、乙都不受洛倫茲力作用

C.只有甲受洛倫茲力作用

D.只有乙受洛倫茲力作用

解析：選C電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電荷速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電荷所受洛倫茲力為

零，當(dāng)電荷速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電荷所受洛倫茲力最大，故只有甲電荷受洛倫茲力作用,

選項(xiàng)C正確。

4.（多選）如圖所示，一陰極射線管左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線

四時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線的運(yùn)動(dòng)軌跡向下彎曲，則（）

~..............-I）

A------------------------B

A.導(dǎo)線中的電流方向?yàn)閺?到笈

B.導(dǎo)線中的電流方向?yàn)閺?到4

C.要使電子束的徑跡向上彎曲.可以通過(guò)改變?cè)?中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)

D.電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡與44中的電流方向無(wú)關(guān)

解析：選BC電子在通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，無(wú)論直導(dǎo)線中的電流方向如何，電子的

運(yùn)動(dòng)方向都和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直。根據(jù)左手定則，由于是負(fù)電荷，四指應(yīng)指向左方，根據(jù)電

子的偏轉(zhuǎn)方向可以確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?。根?jù)安培定則，導(dǎo)線中的電流方向?yàn)?/p>

從8到人如果導(dǎo)線中的電流反向，則其產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也相反，會(huì)影響到電子的偏轉(zhuǎn)方向，故

選項(xiàng)B、C正確，A、D錯(cuò)誤。

5.初速度為％的電子，沿平行于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始

運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則（）

A.電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變

B.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變

C.電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變

D.電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變

1%

~e

左右

解析：選A由右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在電子一側(cè)的方向垂直紙面向里，

再由左手定則判斷電子在該磁場(chǎng)中受洛倫茲力方向向右，故電子向右偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力不做功，即

電子速率不變，選項(xiàng)A正確。

6.在長(zhǎng)直通電螺線管中通入變化的電流，如圖所示電流的方向周期性改變），并沿著其中心

軸線如'的方向射入一顆速度為『的電子，則此電子在螺線管內(nèi)部空間運(yùn)動(dòng)的情況是（）

0

A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)

C.變速直線運(yùn)動(dòng)D.曲線運(yùn)動(dòng)

解析：選A通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向與軸線平行，故電子進(jìn)入螺線管后不受洛倫茲力，

應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

7.如圖，一束負(fù)離子從S點(diǎn)沿水平方向射出，在沒(méi)有電、磁場(chǎng)時(shí)恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)

原點(diǎn)a若同時(shí)加上電場(chǎng)和磁場(chǎng)后，負(fù)離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第ni象限中，則所加電

場(chǎng)E和磁場(chǎng)8的方向可能是（不計(jì)離子重力及相互作用力）（）

A.￡向上，8向上B.￡向下，〃向下

C.￡向上，8向下D.￡向下，4向上

解析：選A由題意可知，負(fù)離子在電場(chǎng)中受力應(yīng)向下，故電場(chǎng)方向應(yīng)向上；而負(fù)離子在磁

場(chǎng)作用下向左偏轉(zhuǎn)，故說(shuō)明洛倫茲力向左，由左手定則可知，8應(yīng)向上，故A正確。

8.（多詵）如圖甲所示，某空間存在著足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)沿水平方向。磁場(chǎng)中有力、B

兩個(gè)物塊疊放在一起，置于光滑水平面上。物塊力帶正電荷，物塊E不昔電且表面絕緣。在t=0

時(shí)刻，水平恒力/作用在物塊〃上，物塊從5由靜止開(kāi)始做加速度相同的運(yùn)動(dòng)。在物塊4B一

B.物塊力對(duì)物塊8的摩擦力大小隨時(shí)間￡變化的關(guān)系

C.物塊月對(duì)物塊8的壓力大小隨時(shí)間￡變化的關(guān)系

D.物塊夕對(duì)地面壓力人小隨時(shí)間萬(wàn)變化的關(guān)系

解析：選CD物塊N受到的洛倫茲力尸洛=力力=*￡,￡=0時(shí)，￡w=0,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物塊

力對(duì)8的摩擦力大小勺應(yīng)冏所以f隨時(shí)間亡的變化保持不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；力對(duì)8的壓力原=

nig-\-qvB=加若+qBat,選項(xiàng)C正確；4對(duì)地面的壓力FXB=（如+喻g-\-qBat,選項(xiàng)D正確。

9.如圖所示，質(zhì)量為卬的帶正電荷小球能沿著絕緣墻面豎直下滑，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大

小為6,方向垂直紙面向外。若小球帶電荷量為g,球與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，重力加速度

為0則小球下滑的最大速度和最大加速度分別是多少？

解析：當(dāng)小球剛開(kāi)始下滑時(shí)有最大加速度，即^=鄉(xiāng)當(dāng)小球的加速度為。時(shí)有最大速度，即

儂=〃尸洛，F(xiàn)^=qvB,解得v=~^]f

答案:焉且

10.顯像管原理的示意圖如圖所示，當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，電子束將打在熒光屏正中的。點(diǎn)，安裝

在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较颍?/p>

若使高速電子流打在熒光屏上的位置由〃點(diǎn)逐漸移動(dòng)到a點(diǎn)，下列變化的磁場(chǎng)能夠使電子發(fā)生上

述偏轉(zhuǎn)的是（）

電子束

解析：選C高速電子流打在熒光屏上的位置由6點(diǎn)逐漸移動(dòng)到a點(diǎn)，根據(jù)左手定則可知,

磁場(chǎng)的方向開(kāi)始時(shí)垂直紙面向里，方向?yàn)檎?，且逐漸減弱，后來(lái)電子又向上偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)方向垂直

紙面向外，方向?yàn)樨?fù)，且逐漸增強(qiáng)，故C項(xiàng)正確。

11.（2021?茂名高二檢測(cè)）如圖所示，一質(zhì)量為加、電荷量為g的帶正電荷絕緣物塊位于高

度略大于物塊高度的水平寬敞絕緣隧道中，隧道足夠長(zhǎng)，物塊上、下表面與隧道上、下表面間的

動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃，整個(gè)空間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)給物塊水平向

右的初速度如空氣阻力忽略不計(jì)，物塊電荷量不變，則物塊（）

XXXXXXX

，〃(〃/,/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/.上表面

xm您xxxxx

^7/7777/77777777777777777777777777777777777/下表面

XXXXXXX

A.■定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.一定做減速運(yùn)動(dòng)

C.可能先減速后勻速運(yùn)動(dòng)D.可能加速運(yùn)動(dòng)

解析：選C根據(jù)左手定則可知物塊受到的洛倫茲力方向向上，如果洛倫茲力等于重力，則

物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；如果洛倫茲力小于重力，物塊與隧道下表面間存在摩擦力，物塊做減速運(yùn)

動(dòng)；如果洛倫茲力大于重力，物塊與隧道上表面間存在摩擦力，做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)減速到洛倫茲力

等于重力時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確。

12.（多選）如圖所示，絕緣容器內(nèi)部為長(zhǎng)方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶液，容器上、

下端裝有的電極力和。，置于與容器表面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)K閉合前容器兩側(cè)八。兩管中

液面等高，閉合開(kāi)關(guān)后()

B

A.4/處鈉離子濃度大于4處鈉離子濃度

B.A，處電勢(shì)高于V處電勢(shì)

C."處電勢(shì)高于N處電勢(shì)

D.P管中液面高于0管中液面

解析：選AD根據(jù)左手定則可知，鈉離子在洛倫茲力作用下，向必處偏轉(zhuǎn)，因此時(shí)處鈉離子

濃度大于N處鈉離子濃度，故A正確；依據(jù)正離子的定向移動(dòng)方向與電流方向相同，而負(fù)離子移

動(dòng)方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則可知，正、負(fù)離子均偏向同一方向，因此MN兩處電勢(shì)

相等，故B、C錯(cuò)誤；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，液體中有從力到C方向的電流，根據(jù)左手定則可知，液體

將受到指向W的安培力作用，因此產(chǎn)端的液面將比0端的高，故D正確。

13.如圖所示，來(lái)自太陽(yáng)和其他星體的宇宙射線含有大量高能帶電粒子，幸好由于地磁場(chǎng)的

存在而改變了這些帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使很多帶電粒子不能到達(dá)地面，避免了其對(duì)地面上生命

的危害。已知北京上空某處由南指向北的磁感應(yīng)強(qiáng)度為L(zhǎng)2X10TT,如果有一速率P=5.0XIO，'

m/s、電荷量4=1.6X102C的質(zhì)子豎直向下運(yùn)動(dòng)穿過(guò)此處的地磁場(chǎng)。

(1)此時(shí)該質(zhì)子受到的洛倫茲力是多大？向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？

(2)在地球兩極處地磁場(chǎng)方向可近似認(rèn)為垂直于地面，在赤道處地磁場(chǎng)方向可近似認(rèn)為由地

理南極指向地理北極。那么，地球詼極處和赤道處相比，哪個(gè)區(qū)域地磁場(chǎng)對(duì)高能帶電粒子的阻擋

效果更好？為什么？

宇宙射線

解析：(1)已知質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)方向垂直，根據(jù)洛倫茲力計(jì)算公式，得QgM=1.6

X10-19X5.0X105X1.2X10-4N=9.6X10-18NO

根據(jù)左手定則可知，質(zhì)子受到的洛倫茲力由西向東，因此質(zhì)子向東偏轉(zhuǎn).

(2)赤道處阻擋效果更好。由于地球兩極處地磁場(chǎng)可近似認(rèn)為垂直于地面，因此帶電粒子的

運(yùn)動(dòng)方向與兩極處的地磁場(chǎng)方向平行，在地球兩極處不受洛倫茲力，該區(qū)域地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的

阻擋效果較弱。而在赤道處，地磁場(chǎng)的方向由地理南極指向地理北極，帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與地磁

場(chǎng)方向垂直，帶電粒子受到了洛倫茲力的作用而偏轉(zhuǎn)，所以該區(qū)域地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻擋效果

更好。

答案：（1）9.6X1078N向東偏轉(zhuǎn)（2）見(jiàn)解析

3、洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)

1.如圖所示是速度選擇器的原理圖，已知電場(chǎng)強(qiáng)度為反磁感應(yīng)強(qiáng)度為8并相互垂直分布,

某一帶電粒子（重力不計(jì)）沿圖中虛線水平通過(guò)。則該帶電粒子（）

A.一定帶正電荷

B.速度大小為《

C.可能沿。。方向運(yùn)動(dòng)

F

D.若沿網(wǎng)方向運(yùn)動(dòng)的速度大于0將一定向下極板偏轉(zhuǎn)

解析：選B粒子從左射入時(shí)，不論帶正電荷還是負(fù)電荷，電場(chǎng)力大小為洛倫茲力大小

P

為F=qvB=qE,兩個(gè)力平衡，可得逞度粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；此粒子

從右端沿虛線方向進(jìn)入時(shí)，電場(chǎng)力與洛倫茲力在同一方向，不能做直線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；若速度

p

則粒子受到的洛倫茲力大于電場(chǎng)力，使粒子偏轉(zhuǎn)，只有當(dāng)粒子帶負(fù)電荷時(shí)粒子向下偏轉(zhuǎn)，

改D錯(cuò)誤。

2.質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子〃和0（均不計(jì)重力），以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻

強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是（）

XXXX

Bp

XQXX-C—X

廣…、'\

乂X.XX、

S\

A.粒子〃帶正電，粒子0帶負(fù)電

B.粒子夕在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率大于0的速率

C.洛倫茲力對(duì)粒子尸做負(fù)功、對(duì)粒子。做正功

D.粒子〃在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于粒子。運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

解析：選B由左手定則知尸帶負(fù)電，0帶正電，A錯(cuò)誤：由〃㈤="得7?=正可見(jiàn)速率大

的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑較大，故尸的速率大于0的速率，B正確；洛倫茲力的方向與粒子瞬時(shí)

速度的方向總是垂直，故洛倫茲力不做功，C錯(cuò)誤；粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期7=駕，可見(jiàn)周期

QB

與粒子的運(yùn)動(dòng)速率無(wú)關(guān)，兩粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，又兩粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角相等，故夕的運(yùn)

動(dòng)時(shí)間等于0的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，D錯(cuò)誤。

3.如圖所示，一束正離子先后經(jīng)過(guò)速度選擇器和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)離子的重力，則在速度

選擇器中沿直線運(yùn)動(dòng)，且在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半徑又相等的離子具有相同的（）

A.電荷量和質(zhì)量B.質(zhì)量和動(dòng)能

C,速度和比荷D.速度和質(zhì)量

解析：選C在速度選擇器中，離子不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明離子受力平衡，在速度選擇器中，離子受

E

電場(chǎng)力和洛倫茲力，則qvB\=qE,得=萬(wàn)，可知這些正離子具有相同的速度；進(jìn)入只有勻強(qiáng)磁

myF

場(chǎng)的區(qū)域時(shí)，偏轉(zhuǎn)半徑相等，由r=F和v=~,可知這些正離子具有相同的比荷。故選項(xiàng)C正

確。

4.如圖所示，回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子使它獲得很大動(dòng)能的裝置，其核心部分是兩

個(gè)D形金屬盒，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻電源相連。下列說(shuō)法正確的足（）

,XBX、

XXX

XXX

KXX，

A.粒子從磁場(chǎng)中獲得能量

B.粒子被電場(chǎng)加速后，運(yùn)動(dòng)越來(lái)越快，走過(guò)半圓的時(shí)間越來(lái)越短

C.D形盒的半徑斤越大，粒子離開(kāi)回旋加速器時(shí)最大動(dòng)能越小

D.粒子第2次和第3次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為啦：木

解析：選D帶電粒子從電場(chǎng)中獲得能量，不是從磁場(chǎng)中，故A錯(cuò)誤；根據(jù)周期公式A。,

走過(guò)半圓所用時(shí)間力=T，與速率無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)半徑公式v=~,則粒子的

qaqtsm

最大動(dòng)能6=:如:=畔￡,與加速的電壓無(wú)關(guān)，與D形盒的半徑以及磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，D形盒的

半徑斤越大，粒子加速所能獲得的最大動(dòng)能越大，故C錯(cuò)誤；只有電場(chǎng)力做功，粒子第2次和第

3次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后的動(dòng)能之比是2:3,所以速度之比是衣：＜3,根據(jù)r=常得，軌道

半徑之比為啦：小，故D正確。

5.質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子比荷和分析同位素的重要儀器。圖中的鉛盒A中的放射源放出

大量的帶正電粒子（可認(rèn)為初速度為零），從狹縫S進(jìn)入電壓為。的加速電場(chǎng)區(qū)加速后，再通過(guò)狹

縫S從小孔61垂直于極/射入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是邊界與直線網(wǎng)『相切，磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,方

向垂直于紙面向外，半徑為〃的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)在上的尸點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）接收到該粒子，

且/產(chǎn)乖兒則該粒子的比荷為（粒子的重力忽略不計(jì)）（）

9U4〃

A?方

八6U21/

c?7?”而

解析：

'、*一，'

選C設(shè)粒子被加速后獲得的速度為%由動(dòng)能定理有必匕%據(jù)題意，畫(huà)出粒子偏轉(zhuǎn)磁

場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示（若粒子帶正電），由幾何關(guān)系知，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道

半徑r=等,又qvB一,,可求:=蒜，選項(xiàng)C正確。

6.如圖，半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)垂直圓所在的平面。-

帶電荷量為。、質(zhì)量為力的帶電粒子從圓周上a點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)圓心0點(diǎn)射入磁場(chǎng)，從b點(diǎn)射出，若。=

60°,則帶電粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為（）

等

A.

3qBd

d

2qB

----

D.---

-----

C.--

m

m

小&

600=

tan

=d?

徑為r

跡半

的軌

運(yùn)動(dòng)

，粒子

可知

知識(shí)

幾何

，根據(jù)

所示

如圖

：選B

解析

~

為r=

大小

速度

時(shí)的

磁場(chǎng)

射入

粒子

,所以

=3.

qvB

力，有

供向心

茲力提

的洛倫

子受到

因?yàn)榱?/p>

確.

B正

選項(xiàng)

痘%

m

,