鲁科物理选修31第6章磁场对电流和运动电荷的作用练习题目.docVIP

(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题 1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是(　　) A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现 C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功 D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 【解析】　当通电直导线放置的方向与匀强磁场的方向平行时，其不受安培力的作用，则A错；安培力是导线中所有电荷所受的洛伦兹力的宏观表现，B正确；由于带电粒子所受的洛伦兹力的方向与粒子的速度方向始终是垂直的关系，因此洛伦兹力不做功，C错误；由左手定则可知，磁场的方向与安培力的方向垂直，D错误 【答案】　B2．长直导线AB附近，有一带正电的小球，用绝缘丝线悬挂在M点，当导线通以如右图所示的恒定电流时，下列说法正确的是(　　) A．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里 B．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸外 C．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左 D．小球不受磁场力作用 【解析】　电场对其中的静止电荷、运动电荷都产生力的作用，而磁场只对其中的运动电荷才有力的作用，且运动方向不能与磁场方向平行，所以只有D选项正确． 【答案】　D 3.如右图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流，线圈将会(　　) A．纵向收缩，径向膨胀B．纵向伸长，径向膨胀 C．纵向伸长，径向收缩D．纵向收缩，径向收缩 【解析】　通电线圈每匝视为一小磁体，且排列方向一致，故纵向收缩，通电线圈又处在电流产生的磁场中，所以径向膨胀． 【答案】　A 4．如右图所示，ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，静止时在同一竖直平面内，当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针N极向纸面内转动，则两导线中的电流方向(　　) A．一定都是向上B．一定都是向下 C．ab中电流向下，cd中电流向上D．ab中电流向上，cd中电流向下 【解析】　若电流同向，则小磁针所在处磁感应强度叠加后为零，小磁针不可能偏转．故必反向，由于N极向纸面内转动，说明合磁场指向纸面内，根据安培定则可以判断，故正确答案为D. 【答案】　D5．半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出．AOB＝120°，如右图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为(　　) A.　　　　　　B. C. D. 【解析】　从弧AB所对圆心角θ＝60°，知t＝ T＝，但题中已知条件不够，没有此项选择，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t＝/v0，从图中分析有R＝r，则：＝R·θ＝r×＝πr，则t＝/v0＝. 【答案】　D6．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如右图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断(　　) A．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大 B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小 C．只要x相同，则离子质量一定相同 D．只要x相同，则离子的比荷一定相同 【解析】　同位素加速qU＝mv2， v＝，则x＝2r＝＝ ，由上式知A、D正确． 【答案】　AD 7．如右图所示，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＝ma，FT2－qvB－mg＝ma.则FT1FT2，同理，若小球带负电荷时，拉力也不相同，故B错，因速度是矢量，故D错． 【答案】　AC8．如右图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的正、负离子，从O点以相同的速度射入磁场中，射入方向均与边界成θ角．若不计重力，关于正、负离子在磁场中的运动，下列说法正确的是(　　) A．运动的轨道半径不相同 B．重新回到边界的速度大小和方向都相同 C．重新回到边界的位置与O点距离不相同 D．运动的时间相同【解析】　由于洛伦兹力不做功，所以再次回到边界的速度大小相同，正负离子在磁场中运动，再次回到边界的轨迹如右图．正离子沿1，