高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册3 洛伦兹力综合训练题

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A．图(1)中洛伦兹力大小为qvBsin30°
B．图(2)中洛伦兹力大小为qvBsin30°
C．图(3)中洛伦兹力大小为0
D．图(4)中洛伦兹力大小为qvB
2．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为( )
A．2∶1B．1∶1
C．1∶2D．1∶4
3．如图，在电子射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则电子束将会( )
A．向上偏转B．向下偏转
C．向纸内偏转D．向纸外偏转
4.
如图，弹簧测力计下挂有一单匝正方形线框，线框边长为L，质量为M，线框上边水平且处于垂直纸面向内的匀强磁场中，线框通有如图方向电流，且线框处于静止状态，若此时弹簧测力计示数大小为F.已知该线框单位长度自由电子个数为n，重力加速度为g，则电子定向移动对应的洛伦兹力大小为( )
A．F－MgB．Mg－F
C．eq \f(F－Mg,4nL)D．eq \f(Mg－F,nL)
5.宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，而地磁场可以有效抵御宇宙射线的侵入．地磁场的磁感线分布如图所示，可以认为两极处地磁场的方向垂直于地面，赤道处地磁场的方向由地理南极指向地理北极．
(1)对于垂直射向地面的宇宙射线，赤道和两极相比，哪个区域的地磁场阻挡效果更好？
(2)若赤道上空某处的磁感应强度为1.1×10－4T，有一速率5.0×105m/s、电荷量1.6×10－19C的质子竖直向下运动穿过此处的地磁场，该质子受到的洛伦兹力是多大？向哪个方向偏转？
微点7 洛伦兹力的计算和应用
1．答案：BCD
解析：A中粒子所受洛伦兹力f＝qvB，A错误；B中粒子速度方向与磁场方向夹角30°，粒子所受洛伦兹力f＝qvBsin30°，B正确；C中粒子速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力，C正确；D中粒子所受洛伦兹力f＝qvB，D正确．
2．答案：C
解析：带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝qvB，与电荷量成正比，与质量无关，C项正确．
3．答案：A
解析：根据安培定则可知，通电长直导线在阴极射线管处的磁场方向垂直纸面向外，由图可知电子束运动方向由左向右，根据左手定则可知电子束受到的洛伦兹力方向向上，所以向上偏转，故A正确，BCD错误．
4．答案：D
解析：线框受到竖直向下的重力、竖直向上的安培力和弹力，则有Mg＝F安＋F
而线框中的安培力是由nL个电子受到的洛伦兹力的合力，所以F安＝nLF洛
解得F洛＝eq \f(Mg－F,nL)，故ABC错误，D正确．
5．答案：(1)见解析 (2)见解析
解析：(1)因赤道处的磁场方向与高能粒子的速度方向垂直，受洛伦兹力较大，则赤道(对高能粒子的阻挡效果更好).(2)洛伦兹力大小F＝qvB
代入数据得F＝8.8×10－18N
洛伦兹力方向为(正)东，则向东偏转．