第4节 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力
一、单项选择题
1．一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响)，粒子将在管中( )
A．做圆周运动 B．沿轴线来回运动
C．做匀加速直线运动 D．做匀速直线运动
解析：通电长螺线管内部的磁场方向始终与中轴线平行，带电粒子沿磁场方向运动时，不受洛伦兹力，所以一直保持原运动状态不变．
答案：D
2．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )
A．竖直向下沿直线射向地面
B．相对于预定地点，稍向东偏转
C．相对于预定地点，稍向西偏转
D．相对于预定地点，稍向北偏转
解析：本题考查判断洛伦兹力的方向，质子带正电，地球表面地磁场方向由南向北．根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落的过程中受洛伦兹力方向向东，故正确选项为B.
答案：B
3.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子，初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是( )
A．沿路径a运动
B．沿路径b运动
C．沿路径c运动
D．沿路径d运动
解析：由安培定则，电流在其下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上，则质子的轨迹必定向上弯曲，故C、D错误；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，故B正确，A错误．
答案：B
4.如图所示，a和b带电荷量相同，以相同动能从A点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra＝2rb，则可知(重力不计)( )
A．两粒子都带正电，质量比＝4
B．两粒子都带负电，质量比＝4
C．两粒子都带正电，质量比＝
D．两粒子都带负电，质量比＝
解析：由题意知qa＝qb，Eka＝Ekb，由Ek＝mv2和r＝得m＝，可见m与半径的平方成正比，故ma∶mb＝4∶1，再根据左手定则知粒子应带负电，故B正确．
答案：B
5.如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左做加速运动，则在加速运动阶段( )
A．a对b的压力不变
B．a对b的压力变大
C．a、b物块间的摩擦力变大
D．a、b物块间的摩擦力不变
解析：运动过程中a、b整体受总重力、拉力F、向下的洛伦兹力qvB、地面的支持力FN和摩擦力Ff，竖直方向有FN＝(ma＋mb)g＋qvB，水平方向有F－Ff＝(ma＋mb)a1，Ff＝μFN.在加速阶段，v增大，FN增大，Ff增大，加速度a1减小．对a受力分析，a受重力mag、向下的洛伦兹力qvB、b对a向上的支持力FN′、b对a向左的静摩擦力Ff′，竖直方向有FN′＝mag＋qvB，水平方向有Ff′＝maa1.随着v的增大，FN′增大，故a对b的压力增大，选项A错误，B正确；加速度a1减小，所以a、b物块间的摩擦力变小，选项C、D均错误．
答案：B
