第三章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力(详细答案).doc

第5节　运动电荷在磁场中受到的力 1．洛伦兹力是指磁场对运动电荷的作用力．洛伦兹力的方向用左手定则判定，其内容为：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向．这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反． 洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向垂直，故洛伦兹力不改变带电粒子运动速度的大小，只改变粒子运动的方向．洛伦兹力对带电粒子不做功． 2．若带电粒子运动方向与磁感应强度方向垂直．则F＝Bqv.若带电粒子运动方向与磁感应强度方向的夹角为θ，则F＝Bqvsin_θ 3．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，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 答案　B 4．下列说法正确的是(　　) A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用 B．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度 D．洛伦兹力对带电粒子不做功 答案　D 解析　运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力F＝qvBsin θ，所以F的大小不但与q、v、B有关系，还与v的方向与B的夹角θ有关系，当θ＝0°或180°时，F＝0，此时B不一定等于零，所以A、B错误；又洛伦兹力与粒子的速度始终垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，粒子的动能也就不变，但粒子速度方向要变，所以C错，D对． 5．关于安培力和洛伦兹力，下面说法中正确的是(　　) A．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C．安培力和洛伦兹力，二者是等价的 D．安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功 答案　BD 解析　安培力和洛伦兹力实际上都是磁场对运动电荷的作用力，但二者不是等价的，安培力实际上是洛伦兹力的宏观表现，它可以对通电导体做功，但洛伦兹力不能对运动电荷做功．6．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方置一根通有如图1所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会(　　) 图1 A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转 答案　B 解析　由题意可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直纸面向里，而阴极射线电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子带负电，四指要指向其运动方向的反方向)，阴极射线将向下偏转，故B选项正确． 【概念规律练】 知识点一　洛伦兹力的方向 1．以下四个图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对负电荷洛伦兹力F的相互关系图，这四个图中画得正确的是(B、v、F两两垂直)(　　) 答案　ABC 解析　由左手定则可知四指指向正电荷运动的方向，当负电荷在运动时，四指指向的方向应与负电荷运动方向相反． 2．如图2所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，求各带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向． 图2 答案　(1)qvB，方向与v垂直斜向上 (2)qvB，方向与v垂直斜向上 (3)0 (4)qvB，方向垂直纸面向里 解析　(1)因vB，所以F洛＝qvB，方向与v垂直斜向上． (2)因vB，所以F洛＝qvB，方向与v垂直斜向上． (3)由于v与B平行，所以不受洛伦兹力． (4)v与B的夹角为30°，所以F洛＝qvBsin 30°＝qvB，方向垂直纸面向里． 知识点二　洛伦兹力的特点 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运动方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变 答案　BD 4．有关洛伦兹力和安培力的描述，下列说法中正确的是(　　) 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 答案　B 解析　通电直导线与磁场平行时，不受安培力，选项A错误；洛伦兹力对带电粒子不做功，选项C错误；安培力方向与磁场方向垂直，选项D错误；安培力是大量运动电荷受洛伦兹力的宏观表现，选项B正确． 点评　本题考查了洛伦兹力和安培力的内在联系以及安培力公式F安＝BIL和洛伦兹力公式F洛＝qvB的成立