湖南省醴陵市青云学校高中物理 第二章 第四节 磁场对运动电荷的作用第1课时同步检测 新人教版选修1-1（通用） 10页

第四节 磁场对运动电荷的作用 第1课时 ‎ 建议用时 实际用时 满分 实际得分 ‎90分钟 ‎100分 一、 选择题（本题包括14小题，每小题给出的四个 选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选 项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2‎ 分，有选错或不选的得0分，共56分）‎ ‎1.一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）‎ A.此空间一定不存在磁场 B.此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行 C.此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直 D.以上说法都不对 ‎2.关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是（ ）‎ A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B.安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C.安培力和洛伦兹力，二者是等价的 D.安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功 ‎3.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 ‎4.如图‎2-4-1‎为阴极射线管的结构示意图，阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动，如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场，则电子束的偏转方向为（ ）‎ 图‎2-4-1‎ A.竖直向上偏转 B.竖直向下偏转 C.垂直纸面向里偏转 D.垂直纸面向外偏转 ‎5.如图‎2-4-2‎所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（ ）‎ 图‎2-4-2‎ A.向纸内偏转 B.向纸外偏转 C.向下偏转 D.向上偏转 ‎6.如图‎2-4-3‎所示，一电子束沿电流方向运动，则电子束将（ ）‎ 图‎2-4-3‎ A.偏向电流 B.偏离电流 C.无偏转 D.不能确定 ‎7.如果某运动电荷在某处受到洛伦兹力，则（ ）‎ A.该处的磁感应强度一定不为零 B.该处的磁感应强度方向一定与该电荷的运动方向垂直 C.该运动电荷可能做圆周运动 D.该处的磁感应强度可能为零 ‎8.如图‎2-4-4‎所示，磁场方向、正电荷的运动方向、电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直，则正确的是（ ）‎ 图‎2-4-4‎ ‎9.将空心线圈通以大小和方向改变的电流，由其某一端沿中心轴线方向射入一束电子流，则电子流在线圈内的运动情况是（ ）‎ A.简谐运动 B.匀速直线运动 C.匀变速直线运动 D.匀速圆周运动 ‎10.如图‎2-4-5‎所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属杆从高处自由下落，则（ ）‎ 图‎2-4-5‎ A.A端先着地 B.B端先着地 C.两端同时着地 D.以上说法均不正确 ‎11.一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）‎ A.此空间一定不存在磁场 B.此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行 C.此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直 D.此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直 ‎12.关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是（ ）‎ A.带电粒子沿电场线方向射入，则电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加 B.带电粒子垂直于电场 线方向射入，电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变 C.带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加 D.不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变 ‎13.如图‎2-4-6‎所示，摆球是带负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在间摆动过程中，由摆到最低点时，摆线拉力的大小为，摆球加速度大小为;由摆到最低点时，摆线拉力的大小为，摆球加速度为，则（ ）‎ 图‎2-4-6‎ A.‎ B.‎ C.‎ D.‎ ‎14.图‎2-4-7‎为一“滤速器”装置的示意图.、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进入、两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子，可在、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′运动，由′射出.不计重力作用.可能达到上述目的的办法是（ ）‎ 图‎2-4-7‎ A.使板电势高于板，磁场方向垂直纸面向里 B.使板电势低于板，磁场方向垂直纸面向里 C.使板电势高于板，磁场方向垂直纸面向外 D.使板电势低于板，磁场方向垂直纸面向外 二、填空题（本题共2小题，每小题8分，共16分.请将 正确的答案填到横线上）‎ ‎15.运动的电子束在垂直于运动方向的磁场中会受到 的作用.显像管通过 控制电子束打在荧光屏上的位置构成画面.‎ ‎16.电视机显示器接收到影像信号时，电子束从荧光屏左上角开始从左向右扫描出一条水平线，之后再扫描下一条水平线，如此高频率地从上而下扫描，使荧光屏上的亮点构成了我们看到的影像，是利用了人眼的 效应.‎ 三、计算题（本题共2小题，共28分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎17.（12分）判断图‎2-4-8‎所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力方向.‎ 图‎2-4-8‎判断洛伦兹力的方向 ‎18.（16分）某种物质发出的射线在磁场中分裂为3束，如图‎2-4-9‎所示，为什么?‎ 图‎2-4-9‎放射性射线在磁场中分裂为3束 第四节 磁场对运动电荷的作用 第1课时 得分：‎ 一、 选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答案 题号 ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ 答案 二、填空题 ‎15． 16．‎ 三、计算题 ‎17．‎ ‎18.‎ 第四节 磁场对运动电荷的作用 第1课时 参考答案 一、 选择题 ‎1.B 解析：当0或∥时，洛伦兹力均为零.‎ ‎2.BD ‎3.D 解析：洛伦兹力是磁场对不平行于磁场运动的电荷的作用力，故A、B错.洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向，始终不对运动电荷做功，不改变带电粒子的动能，但改变带电粒子的动量（因为的方向改变），故选D.‎ ‎4.B 解析：带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定.在用左手定则判定洛伦兹力的方向时，四指应指向电子运动的反方向，磁场垂直穿过手心，则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向.‎ ‎5.D 解析：阴极射线管所处的磁场垂直纸面向外，用左手定则判定时要注意四指应指向负电荷运动的反方向.‎ ‎6.B ‎7.AC ‎8.D 解析：由左手定则可判定，A中力应向下；B中力应向右；C中力应向右.‎ ‎9.B 解析：根据通电螺线管的磁场特点，沿中心轴线射入的电子流与磁场方向平行，该束电子流不受磁场力，故电子束做匀速直线运动.‎ ‎10.B 解析：金属杆中的许多自由电子随杆一起向下运动，利用左手定则可以判断出这些自由电子因向下运动而受到向左的洛伦兹力，因此洛伦兹力将使电子向端聚集，端因此而出现正电荷.端带负电，端带正电，杆的端因受到向上的电场力而阻碍它向下运动，端因受到向下的电场力而加快运动，故端先着地.‎ ‎11.BD 解析：依据对洛伦兹力的说明可知：当 的方向与磁感应强度 的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力的作用，带电粒子仍然以速度 做匀速直线运动.因此一个电子穿过某一空间而未发生偏转不能说此空间一定存在磁场，只能说此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行，或者说此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零.因此，本题的正确选项为B、D.‎ ‎12.D 解析：带电粒子在电场中受到的电场力，只与电场有关，与粒子的运动状态无关，功的正负由角（力与位移方向的夹角）决定.对选项A，只有粒子带正电时才成立，垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，电场力都会做正功，动能增加.带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力，其大小除与运动状态有关外，还与角（磁场方向与速度方向之间夹角）有关，带电粒子从平行磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动.在其他方向上由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功.综上所述，正确选项为D.‎ ‎13.B 解析：带电摆球在磁场和重力场组成的复合场中摆动，当其从→或→运动的过程中，摆球的向心力由重力的径向分量、摆线的拉力及洛伦兹力共同提供，而带电摆球受到洛伦兹力和摆线的拉力和速度方向时刻垂直，对摆球不做功，只起到改变速度方向，不改变速度大小的作用，只有重力做功.‎ 可知，在点时的大小不变，又， 不变，由牛顿第二定律得， ，则.‎ 又因为摆球从→的过程中，球受方向和同向，运动至点时，所以 .‎ 在摆球从→的过程，运动到点时， 方向和反向，，所以.故，B项正确.‎ ‎14.AD解析：题目中所叙述的“滤速器”是根据带电粒子运动时受到的电场力恒定不变，洛伦兹力随速度增大而增大，调节磁场的磁感应强度可以使速度合适的粒子受力平衡，可以沿直线′从′点射出的特点设计的.若使板电势高于板，电场方向向下，电子所受电场力向上，则必须使洛伦兹力向下，由左手定则判定磁场方向应垂直于纸面向里，A对，C错；若使板电势低于板，电场方向向上，电子所受电场力向下，则必须使洛伦兹力向上，由左手定则判定磁场方向垂直于纸面向外，B错，D对.‎ 一、 填空题 ‎15.洛伦兹力 线圈产生的磁场 ‎16.视觉暂留 二、 计算题 ‎17.甲：竖直向上；乙：垂直纸面向外；丙：竖直向下；丁：垂直纸面向里.‎ ‎18.三束射线分别带正电、不带电、带负电.解析：射线在磁场中分裂为3束，是由于它们的电性不同造成的，向左偏转的射线，由左手定则可判定，应带正电；向右偏转的射线，应带负电；在磁场中不发生偏转的，应不带电. ‎