2021-2022高中物理人教版选修3-1作业：第三章第5节运动电荷在磁场中受到的力1含解析

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《运动电荷在磁场中受到的力》

基础达标

1．关于带电粒子所受洛伦兹力 F、磁感应强度 B和粒子速度 v三者方向之间的关系，下列

说法正确的是(　　)

A．F、B、v三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于 B、v，但 B不一定垂直于 v

C．B必定垂直于 F、v，但 F不一定垂直于 v

D．v必定垂直于 F、B，但 F不一定垂直于 B

【解析】　本题考查公式 F＝qvB 中各物理量的关系．由左手定则可知 F⊥B，F⊥v，B与v

可以不垂直，故 B正确，A、C、D错误．

【答案】　B

2．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动．现将该磁场的磁感应强度

增大为原来的 2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力(　　)

A．变为原来的 B．增大为原来的 4倍

C．减小为原来的 D．增大为原来的 2倍

【解析】　据洛伦兹力表达式 F洛＝qvB 知，选项 D正确．

【答案】　D

3．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是(　　)

A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同

B．如果把＋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．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变

【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．

例如，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，所

以A选项错．因为＋q改为－q且速度反向时所形成的电流方向与原＋q运动形成的电流方

向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由 F＝qvB 知大小不变，所以 B选项正确．

因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以 C选项错．因为洛伦兹

力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运

动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以 D选项错．

【答案】　B

4．如下图所示是磁感应强度 B、正电荷速度 v和磁场对电荷的作用力 F三者方向的相互关

系图(其中 B、F、v两两垂直)．其中正确的是(　　)

【解析】　此题主要考查左手定则及立体图象的辩认，利用左手定则可判断出 D是正确的．

【答案】　D

5．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图．电流方向如图所示，试判断正对读者

而来的电子束将向哪边偏转(　　)

A．向上　　　B．向下　　　C．向左　　　D．向右

【解析】　把通电线圈等效为小磁铁，则左右两边的 N极均在上方，所以在 O点产生的磁

场方向向下，由左手定则判断正对读者而来的电子束将向左偏转，故选 C项．

【答案】　C

6．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进

入地球周围的空间时，将(　　)

A．竖直向下沿直线射向地面

B．相对于预定地点，稍向东偏转

C．相对于预定地点，稍向西偏转

D．相对于预定地点，稍向北偏转

【解析】　地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电．根据左手定则可判

定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东．

【答案】　B

7．如图所示，a，b，c，d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于圆弧上相互垂直

的两条直径的四个端点上，导线中通有大小相同的电流，方向见图．一带正电的粒子从圆

心O沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)

A．从 O指向 a B．从 O指向 b

C．从 O指向 c D．从 O指向 d

【解析】　根据对称性可知，b、d处的通电直导线在 O点产生的磁场相互抵消，a、c处的

通电直导线在 O点产生的磁场方向相同，沿水平向左，根据左手定则可知，一带正电的粒

子从圆心 O沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是从 O指向 a.A 选项正

确．

【答案】　A

(多选)如图所示，一个用细线悬吊着的带电小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直面内摆动，

图中 B为小球运动的最低位置，则(　　)

A．小球向右和向左运动通过 B点时，小球的加速度相同

B．小球向右和向左运动通过 B点时，悬线对小球的拉力相同

C．小球向右和向左运动通过 B点时，具有的动能相同

D．小球向右和向左运动通过 B点时，具有的速度相同

【解析】　带电小球在运动过程中，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆

球不管向何方向运动通过最低点时，速率v必然相等，动能相同，故 C正确．

向心加速度 a＝，则 a相同，故 A正确．

若小球带正电，在最低点向右和向左运动时，拉力分别为FT1 和FT2，则：FT1＋qvB－mg＝

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