2018年高考物理洛伦兹力的特点与应用复习练习.doc

洛伦兹力的特点与应用
高考频度：★★★☆☆
难易程度：★★★☆☆

质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中两个虚线所示，下列表述正确的是

A．M带正电，N带负电
B．M的速率大于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M的运行时间大于N的运行时间
【参考答案】B
【试题解析】由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故A错误；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，半径为：，在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，故B正确；洛伦兹力不做功，故C错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。
【知识补给】
对洛伦兹力的理解
（1）洛伦兹力的大小：F=qvBsin θ中的θ是粒子速度方向与磁感应强度方向的夹角。
只有运动的电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静止电荷在磁场中不受洛伦兹力作用。
（2）有关洛伦兹力的方向的立即
①由于电荷有正负之分，故四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，即相当于电流的方向，所以运动方向相同时负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。
②洛伦兹力的方向既与磁场的方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于速度与磁场所决定的平面。
③洛伦兹力始终和粒子的运动方向垂直。

如图所示，带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点并在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时

A．摆球的动能不相同
B．摆球受到的磁场力相同
C．摆球受到的丝线的拉力相同
D．向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力
如图所示是磁感受应强度B、负电荷运动速度v和磁场对运动电荷的作用力f三者方向的相互关系图，其中不正确的是（B、f和v两两垂直）
A． B．
C． D．
空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是

A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同
B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同
C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同
D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大
如图所示是一带电粒子垂直磁场方向进入磁场后的运动轨迹，已知磁场垂直纸面向内，则关于粒子的运动，下列说法中正确的是

A．如果是匀强磁场，且粒子运动过程中因受阻力影响，动能越来越小，则粒子一定是从b运动到a，且粒子带正电
B．如果是匀强磁场，且粒子运动过程中因受阻力影响，动能越来越小，则粒子一定是从a运动到b，且粒子带负电
C．如果是非匀强磁场，不考虑能量损失，则磁场的分布应是从左向右逐渐减弱
D．如果是非匀强磁场，不考虑能量损失，则磁场的分布应是从左向右逐渐增强
如图所示，两个倾角分别为30°和60°的光滑斜面固定于水平面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中．两个质量均为m、带电荷量均为＋q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中

A．甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大
B．甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短
C．甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同
D．两滑落块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等
【参考答案】
D 由题意可知，拉力与洛伦兹力对小球不做功，仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球分别从左侧最高点和右侧最高点向最低点A运动且两次经过A点时的动能相同，故A错误；由于小球的运动方向不同，则根据左手定则可知，洛伦兹力的方向不同，故B错误；由A选项可知，速度大小相等，则根据牛顿第二定律可知，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同，则拉力的大小也不同，向左摆动通过A点时所受洛伦兹力的方向向上，，同理向右摆动时：，则向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力，故C错误，D正确。
【名师点睛】本题考查带电粒子在磁场即重力场中的运动；要知道洛伦兹力不做功，所以根据机械能守恒定律来解题是突破口，同时注意洛伦兹力方向随着速度的方向不同而不同。

【名师点睛】本题运用左手定则判断洛伦兹力方向，是磁场中的基本问题，搞清两点是关键：一是什么条件下运用左手定则；二是怎样运用左手定则。
BD 入射速度不同的粒子，若它们入射速度方向相同，若粒子从左边边界出去则运动时间相同，虽然轨迹不一样，但圆心角相同，故A错误；在磁场中半径，运动圆弧对应的半径与速率成正比，故B正确；在磁场中运动时间：（θ为转过圆心角），虽圆心角可能相同，但半径可能不同，所以运动轨迹也不同，故C错误；由于它们的周期相同的，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角也一定越大，D正确。
AC 在匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，则粒子轨道半径，从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径小于在b点的曲率半径，由可知：粒子的轨道半径越小速度越小，所以粒子在a点的速度小于在b点的速度，故粒子先经过b点，再经过a点，由左手定则可以判断粒子带正电，故A正确，B错误；如果是非匀强磁场，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，则粒子轨道半径，从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径小于在b点的曲率半径，由可知：粒子的轨道半径越小磁场越大，所以粒子在a点的磁场大于在b点的磁场，磁场的分布应是从左向右逐渐减弱，故C正确，D错误。
【名师点睛】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据运动轨迹判断出粒子所受洛伦兹力的方向，然后根据粒子运动方向由左手定则即可判断出粒子的电性。

【名师点睛】解决本题的关键知道洛伦兹力的方向和洛伦兹力的大小以及能够正确的受力分析，理清物体的运动状况：小滑块向下运动的过程中受到重力、支持力、垂直斜面向上的洛伦兹力，向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力减小，当支持力减到0时，离开斜面。

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