磁场对运动电荷的作用.docx

H 第二部分 磁场对运动电荷的作用

(1) (×)
(2) (×)
(3) (×)
(4) (×)
(5) (√)
(6) (√)
(7) (×)

1． 解析：选B.安培力和洛伦兹力都是磁场力，A错误．洛伦兹力永远与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，安培力是洛伦兹力的宏观表现，它虽然对引起电流的定向移动的电荷不做功，但对导线是可以做功的，B正确．电荷运动方向与磁感线方向在同一直线上时，运动电荷不受洛伦兹力作用，而此处磁感应强度不为零，C错误．洛伦兹力不改变带电粒子的速度大小，但改变速度的方向，D错误．故选B.
2． 答案：D
3． 解析：选B.洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的动能，故选B.
4．解析：选B.磁感线穿过手心，四指指向粒子运动的方向，拇指所指的方向就是粒子所受洛伦兹力的方向，即为左手定则．在A中，粒子所受洛伦兹力的方向应竖直向下；B中，粒子所受洛伦兹力的方向竖直向上；C中，粒子所受洛伦兹力的方向应垂直纸面向里；D中，粒子所受洛伦兹力的方向应垂直纸面向外，故选B.
5． 解析：选B.由安培定则，电流在其下方所产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则，电子流所受洛伦兹力向下，故向下偏转，故选B.
6． 解析：选A.据左手定则，让磁感线穿过掌心，拇指指向F的方向，可判断出四指向上，这样存在两种可能：粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动，故A正确，B、C、D错误．
7． 解析：选A.由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子将向右偏转，由于洛伦兹力不做功，电子速率不变．
8．解析：当磁场向左运动时，相当于小球向右运动，带正电小球所受的洛伦兹力方向向上，当其与重力平衡时，小球即将漂离平面．设此时的速度为v，则由力的平衡有qvB＝mg，则v＝.故磁场应以最小为v＝的速度水平向左平移．答案：　水平向左
9． 解析：选B.电子沿x轴正方向运动，则电流沿x轴负方向；要使电子偏向z轴负方向，则电子所受洛伦兹力或电场力应沿z轴负方向；由此可知磁场方向沿y轴正方向或电场方向沿z轴正方向．故选B.
10． 解析：选B.若粒子带正电，由左手定则可知洛伦兹力方向沿y轴的正方向，要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，电场力与洛伦兹力一定等大、反向，则电场方向应沿y轴的负方向；若粒子带负电，同理可知电场方向仍沿y轴的负方向．故选B.
11． 解析：选D.加速过程中，甲受向下的洛伦兹力逐渐增大，乙对地板的压力逐渐增大，乙受摩擦力增大，则加速度逐渐减小，A、B错误．甲的加速度是由乙对它的摩擦力产生的，由牛顿第二定律知，甲、乙间的摩擦力逐渐减小，C错误D正确．故选D.
12 [思路探究]　带正电小球在匀强磁场和匀强电场中所受力有什么不同？
[解析]　小球在磁场中到达轨道最低点时只有重力做功，vM＝.在电场中到达轨道最低点的过程中，重力做正功，电场力做负功，根据动能定理有mgR－qER＝mv，vN＝，所以vM＞vN；因为＝，所以该过程所用时间tM＜tN，A正确，C错误．据能量守恒定律，D正确．在M点F＝mg＋qvMB＋m，在N点F＝mg＋m，不难看出，F＞F，由牛顿第三定律可知FM＝F，FN＝F，B正确．故选A、B、D.[答案]　ABD
13． 解析：选C　洛伦兹力虽不做功，但可以改变小球的运动状态(改变速度的方向)，小球做曲线运动，在运动中任一位置受力如图所示，小球受到了斜向上的洛伦兹力的作用，小球在竖直方向的加速度ay＝<g，故小球平抛的时间将增加，落点应在A点的右侧。
14．解析：选ABD.小球离开桌面具有水平速度，无磁场时做平抛运动，水平射程x2＝v0t2，下落高度h＝gt；有磁场时小球除受重力外还受到洛伦兹力的作用，而洛伦兹力时刻与速度方向垂直，因此小球在水平方向具有加速度，在水平方向将做变加速运动，而竖直方向加速度a＝(F为洛伦兹力在竖直方向的分量)，即a＜g，因此下落h高度用的时间t1＞t2，B选项正确．水平方向的位移x1＞x2，A选项正确．又因为洛伦兹力不做功，只有重力做功，故机械能守恒，所以v1＝v2，D选项正确，C选项错误．故选A、B、D.
15． 解析：选CD　设磁感应强度为B，圆形轨道半径为r，三个小球质量均为m，它们恰好通过最高点时的速度分别为v甲、v乙和v丙，则mg＋Bvq甲＝，mg－Bvq乙＝，mg＝，显然，v甲>v丙>v乙，选项A、B错误；三个小球在运动过程中，只有重力做功，即它们的机械能守恒，选项D正确；甲球在最高点处的动能最大，因为势能相等，所以甲球的机械能最大，甲球的释放位置最高，选项C正确。
16. 解析：选ABD.带电滑环向右运动所受洛伦兹力的方向向上，其大小与滑环的初速度大小有关．由于滑环的初速度大小未具体给出，所以洛伦兹力与滑环的重力可能出现三种不同的关系，故选A、B、D.
17． 解析：选B.加上匀强磁场后，物体向下运动时受到一个垂直斜面向下的洛伦兹力，物体对斜面的压力变大，所受摩擦力变大，克服摩擦力做功增加，由动能定理知，加上磁场后，物体到达斜面底端时的动能变小，速度变小，故选B.
☆18. 解析：(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F.若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷．
(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有qvB＋FN－mgcos α＝0
当FN＝0时，小滑块开始脱离斜面所以v＝＝ m/s
＝2 m/s≈3.46 m/s.
(3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：mgxsin α＝mv2
斜面的长度至少应是x＝＝ m＝1.2 m.
法二：下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块：由牛顿第二定律得：mgsin α＝ma 由运动学公式得：v2＝2ax. 解得x＝＝1.2 m.答案：(1)带负电　(2)3.46 m/s　(3)1.2 m