5 电荷在磁场中受到的力知识点题库

安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）

A . 电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B . 电荷所受电场力一定与该处电场方向一致，电荷所受洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 C . 安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断 D . 安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用，安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷也做功

如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v ，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率与未加磁场时相比(　　)

A . 变大 B . 变小 C . 不变 D . 条件不足，无法判断

如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场．一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）沿垂直于磁场的方向喷入磁场．把P、Q与电阻R相连接．下列说法正确的是（）

A . Q板的电势高于P板的电势 B . R中有由b向a方向的电流 C . 若只改变磁场强弱，R中电流保持不变 D . 若只增大粒子入射速度，R中电流增大

一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（　　）

A .

B .

C .

D .

关于洛伦兹力，下列说法正确的是（）

A . 电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力 B . 运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 C . 某运动电荷在某处未受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定为零 D . 洛伦兹力可改变运动电荷的运动方向

如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面并指向纸面外，磁感应强度为B．一带正电的粒子以速度v₀从O点射入磁场，入射方向在xoy平面内，与x轴正向的夹角为θ．若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求该粒子的电量和质量之比 $\text{[math]}$ 及带点粒子在磁场中的运动时间．

如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中正确的是（　　）

A . 磁场B减小，油滴动能增加 B . 磁场B增大，油滴机械能不变 C . 使磁场方向反向，油滴动能减小 D . 使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小

以下关于洛仑兹力的各种说法中正确的是（）

A . 电荷在磁场中一定受到洛仑兹力 B . 运动的电荷在磁场中一定受到洛仑兹力 C . 洛仑兹力对电荷永远不做功 D . 洛仑兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面

如图所示，两根相同的轻质弹簧的劲度系数为k ，静止吊起一根长为L、质量为m的匀质水平金属棒PQ ，金属棒处于方向水平向外的匀强磁场中。当金属棒中通有由P端流向Q端的电流I时，弹簧的伸长量为 $\text{[math]}$ 重力加速度为 $\text{[math]}$ 求：

（1）金属棒所受安培力的大小和方向；
（2）该匀强磁场的磁感应强度的大小。

目前世界上正在研究一种新型的发电机叫做磁流体发电机，其原理如图a所示。将含有大量正、负粒子的等离子束射入磁场，磁场中两金属板A、B上将别聚集电荷，从而在两板间形成一定的电压，A、B两板就等效于图b中的一个电源．对电源的正、负极和电路中流过电阻R的电流方向的判断中，正确的是（）

A . A板为正极，通过电阻R的电流方向从上到下 B . A板为正极，通过电阻R的电流方向从下到上 C . B板为正极，通过电阻R的电流方向从上到下 D . B板为正极，通过电阻R的电流方向从下到上

回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子(氢核)时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电源的周期为T.质子质量为m，电荷量为e.则下列说法正确的是( )

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A . 高频交流电源周期应为T＝ $\text{[math]}$ B . 质子被加速后的最大动能E_k不可能超过 $\text{[math]}$ C . 质子被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数有关 D . 不改变B或T，该回旋加速器不能用于加速α粒子(即氦核)

如图所示的装置，下侧是两竖直放置的平行金属板，它们之间的电势差为U、间距为d，其中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，上侧矩形区域ACDH有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，AC＝L，AH＝2L，M为AH的中点．一束电荷量大小均为q、质量不等的带电粒子（不计重力、可视为质点）以某初速度从小孔S射入下侧装置，恰能沿竖直直线垂直AH由M点射入矩形区域，最后全部从边界DH射出，若忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）

A . 该束粒子带负电 B . 该束粒子初速度的大小均为 $\text{[math]}$ C . 该束粒子中，粒子质量最小值为 $\text{[math]}$ B² D . 该束粒子中，粒子质量最大值为 $\text{[math]}$ B²

如图所示，有abcd四个离子，它们带等量的同种电荷，质量不等．有m_a＝m_b＜m_c＝m_d ，以不等的速度v_a＜v_b＝v_c＜v_d进入速度选择器后有两种离子从速度选择器中射出，进入B₂磁场，由此可判定( )

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A . 射向P₁的是a离子 B . 射向P₂的是b离子 C . 射到A₁的是c离子 D . 射到A₂的是d离子

如图所示，两个不计电阻的金属圆环表面光滑，已知环半径为1.0 m，竖直悬挂在等长的细线上，金属环面平行，相距0.1 m，两环之间有方向竖直向上、磁感应强度为0.5T的匀强磁场，两环分别与电源正负极相连。现将一质量为0.06 kg的导体棒轻放在环的最低点，导体棒与环有良好电接触，重力加速度g=10 m/s² ，当开关闭合后，导体棒能沿金属圆环上滑。

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（1）当导体棒滑到最高点时，导体棒跟环心的连线与竖直方向夹角为37°，求通过导体棒的电流为多大？
（2）电源电动势为3 V，电源内阻为0.25 Ω，则导体棒电阻为多大？
（3）导体棒最终静止位置在金属圆环某一位置不动，试求在此位置上棒对每一个环的压力为多少？（结果可用根式表示）

如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，玻璃皿的横截面的半径为 $\text{[math]}$ ，电源的电动势为 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ，限流电阻 $\text{[math]}$ ，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为 $\text{[math]}$ ，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为2V，则（）

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A . 由上往下看，液体做顺时针旋转 B . 液体所受的安培力大小为1×10^-3N C . 闭合开关后，液体热功率为0.02W D . 闭合开关10s，液体具有的动能是4.5J

如图所示，金属杆 $\text{[math]}$ 两端被不可伸长的绝缘细线吊起而处于水平状态，整个装置处于竖直平面内，杆中通有水平向右的电流I，现在装置所在空间施加一匀强磁场，不计空气阻力。下列关于所施加磁场方向及施加磁场后杆的运动情况的说法正确的是（）

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A . 施加水平向右的匀强磁场，杆一定水平向右摆动 B . 施加垂直于纸面向里的匀强磁场，杆一定向上运动 C . 施加垂直于纸面向外的匀强磁场，杆一定向里摆动 D . 施加竖直向上的匀强磁场，杆一定向纸面外摆动

1930年劳伦斯提出回旋加速器的理论，1932年首次研制成功。它的工作原理如图所示，D₁和D₂是两个中空的半圆金属盒，两盒之间有一定的电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。A处的粒子源产生的带电粒子在两盒之间被电场加速后进入磁场中做匀速圆周运动，绕行半圈后粒子再次到达两盒间的缝隙时，这时控制D形盒间电压使其恰好改变正负，于是粒子经过盒间缝隙时再一次被加速，通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。若带电粒子在电场中运动的时间可忽略不计，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法中正确的是（）

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A . 带电粒子离开回旋加速器时获得的动能与金属盒的半径有关 B . 带电粒子离开回旋加速器时获得的动能与加速电压的大小无关 C . 带电粒子在磁场中做圆周运动的周期等于电场变化的周期 D . 带电粒子做圆周运动的周期随圆周运动半径的增大而增大

如图所示为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速。已知D形盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为 $\text{[math]}$ ，质子质量为m、电荷量为q，下列正确的是（）

A . 高频交变电源的电压变化的周期为 $\text{[math]}$ B . 质子在回旋加速器中获得的最大动能为 $\text{[math]}$ C . 质子在回旋加速器中加速的次数为 $\text{[math]}$ D . 只增大磁感应强度 $\text{[math]}$ ，回旋加速器仍可正常工作

物理学的基本原理在我们的生活中有着广泛运用。下面列举的四种器件中，属于利用电磁感应原理工作的是（）

A . 示波管 B . 质谱仪 C . 回旋加速器 D . 电磁炉

如图所示，从S处发出的电子经电压U加速后，水平进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场，发现电子束向上偏转。已知P、Q两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。在其他条件不变的情况下，欲使电子沿直线从P、Q两极板间通过，下列措施可行的是（）

A . 适当增大电场强度E B . 适当减小磁感应强度B C . 适当增大加速电压U D . 适当减小两极板间的距离

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