【精准解析】高中物理选修3-1课时分层作业16　磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力

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课时分层作业(十六)　磁场对运动电荷的作
用——洛伦兹力
(时间：15 分钟　分值：50 分)
一、选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36 分)
1．如图所示的各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力
方向之间的关系正确的是(　　)
A　　　　　B　　　　　　C　　　　D
B　[根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向向下，A错误，B正
确．C、D中都是
v
∥B，F＝0，C、D错误．]
2.(多选)在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场．取坐标如图，一带
电粒子沿 x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏
转，不计重力的影响，电场强度 E和磁感应强度 B的方向可能是(　　)
A．E和B都沿 x轴方向
B．E沿y轴正向，B沿z轴正向
C．E沿z轴正向，B沿y轴正向
D．E、B都沿 z轴方向
AB　[本题没有说明带电粒子的带电性质，为便于分析，假定粒子带正电．A
选项中，磁场对粒子作用力为零，电场力与粒子运动方向在同一直线上，运动方
向不会发生偏转；B选项中，电场力方向向上，洛伦兹力方向向下，当这两个力
平衡时，粒子运动方向可以始终不变；C选项中，电场力、洛伦兹力都沿 z轴正
方向，粒子将做曲线运动；D选项中，电场力沿 z轴方向，洛伦兹力沿 y轴方向，
两力不可能平衡，粒子将做曲线运动．如果粒子带负电，仍有上述结果．]
3.(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为
1、2、3三束，则下列判断正确的是(　　)
A．1带正电　　　 B．1带负电
C．2不带电 D．3带负电
ACD　[ 根据左手定则，带正电的粒子左偏，不偏转说明不带电，带负电的
粒子向右偏，因此选 A、C、D.]
4.一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(带电荷量不变)．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
D　[垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀
速圆周运动，半径 R＝
m
v
q
B
.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，又
据Ek＝
1
2
m
v
2知，
v
在减小，故 R减小，可判定粒子从 b向a运动；另据左手定则，
可判定粒子带负电．]
5.如图所示，有界匀强磁场边界线 SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从 Q
点沿 SP 方向同时射入磁场，其中穿过 a点的粒子速度
v
1与MN 垂直，穿过 b点
的粒子，其速度方向与 MN 成60°角，设两粒子从 S到a、b所需的时间分别为 t1、
t2，则 t1∶t2为(　　)
A．1∶3 B．4∶3
C．1∶1 D．3∶2
D　[画出运动轨迹，过 a点的粒子转过 90°，过 b点的粒子转过 60°，故选项
D正确．]
6.(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动，小球离开桌面后
进入一水平向里的匀强磁场，已知速度方向垂直于磁场方向，如图所示，小球飞
离桌面后落到地板上，设飞行时间为 t1，水平射程为 x1，着地速度为
v
1.撤去磁场，
其余的条件不变，小球飞行时间为 t2，水平射程为 x2，着地速度为
v
2.则下列论述
正确的是(　　)
A．x1＞x2　　　　　 B．t1＞t2
C．
v
1和
v
2大小相等 D．
v
1和
v
2方向相同
ABC　[当桌面右边存在磁场时，在小球下落过程中由左手定则知，带电小球
受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右，竖直方向上的
分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，竖直方向上加速度 a<g，所以 t1>t2、
x1>x2，A、B正确；洛伦兹力对小球不做功，故 C正确；两次小球着地时速度方
向不同，故 D错误．]
二、非选择题(14 分)
7．如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速
度
v
0从O点垂直射入．已知两板之间距离为 d，板长为 d，O点是 NP 板的正中
点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度 B应满足的条件(已知质子带电
荷量为 q，质量为 m)．
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