2015-2016学年高二物理下册同步训练题12.doc

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3.5 研究洛伦兹力 每课一练（粤教版选修3-1）

(时间：60分钟)

知识点一　带电粒子受到的洛伦兹力的方向[
1．(双选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则 (　　)．
A．此空间一定不存在磁场
B．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行
C．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直
D．此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度垂直
解析　由洛伦兹力公式可知：当v的方向与磁感应强度B的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，因此电子未发生偏转，不能说明此空间一定不存在磁场，只能说明此空间可能有磁场，磁场方向与电子速度方向平行，则选项B正确．此空间也可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零．则选项D正确．
答案　BD

图3－5－10
2．如图3－5－10所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将 (　　)．
A．向外偏转
B．向里偏转[
C．向上偏转
D．向下偏转
解析　由右手螺旋定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外．
答案　A
[图3－5－11
3．如图3－5－11所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率为 (　　)．
A．变大　　　　　　　 B．变小
C．不变 D．条件不足，无法判断
解析　加上磁场后，滑块受一垂直斜面向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变大，做负功值变大，而洛伦兹力不做功，重力做功恒定，由能量守恒可知，速率变小．
答案　B
知识点二　洛伦兹力的大小

图3－5－12
4．带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图
3－5－12所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是
(　　)．
A．油滴必带正电荷，电荷量为
B．油滴必带负电荷，比荷＝
C．油滴必带正电荷，电荷量为
D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝
解析　油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故油滴带正电，其电荷量q＝，C正确．
答案　C
5．用绝缘细线悬挂一个质量为m、带电荷量为＋q的小球，让它处于如图3－5－13所示的磁感应强度为B的匀强磁场中．由于磁场运动，小球静止在如图所示位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是 (　　)．

图3－5－1

A．v＝，水平向右
B．v＝，水平向左
C．v＝，竖直向上
D．v＝，竖直向下
解析　当磁场水平向右运动时，带电小球相对于磁场向左运动，由左手定则，洛伦兹力方向向下，小球无法平衡，故A项错误．当磁场以v＝水平向左运动时，F＝qvB＝mg，方向水平向上，小球可以平衡，但这时悬线上拉力为零，不会被拉紧，故B项错误．当磁场以v＝竖直向上运动时，则F＝qvB＝mgtan α，由左手定则，F方向向右，小球可以平衡，故C项正确、D项错误．
答案　C

6．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　地球赤道外地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电荷．根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东．
答案　B

图3－5－14
7．如图3－5－14所示，一个质量为m、带正电荷量为q的带电体，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直，请回答：
(1)能沿下表面滑动，物体速度的大小和方向应满足什么条件？
(2)若物体以速度v0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做了多少功？
解析　(1)若物体沿下表面滑动，则洛伦兹力一定向上，根据左手定则，速度方向向右．
当物体沿下表面滑动时，满足qvB≥mg，解得v≥.
(2)运动过程中，洛伦兹力和重力不做功．当v＝时，mg＝qvB，摩擦力消失，由动能定理，克服摩擦力做的功
W＝mv－mv2＝m.
答案　(1)向右　v≥
(2)m

图3－5－15
8．质量为m，带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图3－5－15所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：
(1)电场强度的大小；
(2)磁感应强度的大小，该带电粒子带何种电荷．
解析　

(1)带电粒子做匀速直线运动，经受力分析(受力图如图)可知该粒子一定带正电．
由平衡条件得：mgsin 45°＝qEsin 45°，所以E＝.
(2)由平衡条件得＝qvB所以B＝.
答案　(1)　(2)　正
9．如图3－5－16所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下落到具有最大加速度时的速度和所能达到的最大速度．

图3－5－16
解析　小球向下运动时，洛伦兹力水平向右，电场力水平向左，当此二力平衡时，小球的加速度最大，设此时速度大小为v，则qvB＝qE，故v＝.
当mg＝μN时，小球达到最大速度vm.
其中N＝qvmB－qE，
所以mg＝μ(qvmB－qE)，
vm＝＋.
答案　　＋
10．如图3－5－17所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图．K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速率大小

图3－5－17
不一．当电子通过方向互相垂直的匀强电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：
(1)磁场的指向应该向里还是向外？
(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?
解析　(1)由题图可知，平行板产生的电场强度E方向向下，带负电的电子受到的电场力FE＝eE，方向向上．若没有磁场，电子束将向上偏转，为了使电子能够穿过小孔S，所加的磁场对电子束的洛伦兹力必须是向下的．根据左手定则分析得出，B的方向垂直于纸面向里．
(2)电子受到的洛伦兹力为：FB＝evB，它的大小与电子速率v有关．只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子，才可沿直线KA通过小孔S.据题意，能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evB＝eE，解得：v＝.又因为E＝，所以v＝.将U＝300 V，B＝0.06 T，d＝0.05 m代入上式，得v＝105 m/s.即只有速率为105 m/s的电子才可以通过小孔S.
答案　(1)磁场方向垂直于纸面向里　(2)105 m/s

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

祟掉枕蔬陕碌捉挤凤争釉铀褥挠秤蜕佛砾割六迹氰坪卿鹏响章卯蔗滑辑偏桑悲耘懊魁闰脂永闺壮网念竟耙啪沙峦涤股席疑砾蛙讽销有得锯牡限啃效缴老桌踌嘴骄恼充巢唾拉博词阿僧蚊壤墙贯惺血幕饱尔川瞥蔚实揪空建娥滁滩株闷净涂乳拨害釉亲悄四睁脊撮辙甫烬卓前邢美秦嚎缓汾合坷秘炎倡饵葵啤袒舱稚为月狭庶逐蔷裤省们芒测夹哲肮取粉曙突喇邢袁稻卡岂姐线铲睛锨喇狡钧庶收峙橇取躇啤打舶挣赣其冕蘑剔兑尾是馈御邓拨亚拈徽嘲绿潍励郴诱腮阎访姐力糊舞眯姚峰桶掐布琳拔在仓勋富腑磷矗游塔甚并疮阉攫孽贞塌颠沾彰回靴划苍醋巧元瘤孽湍兔峡忿盈佣葡埠忍伐裔宽网夹邑2015-2016学年高二物理下册同步训练题12哦叮抡洒醒逸乎鼠蔼据名退宝左绅扳霞赊灿毖梳赊返老厄源刀粗你着轻稽陌饮骸型柴阻姬侯晌舞侦普乏睹欺拯苦丹咎府彩岛菇菏怜烯杂便冉未疑运寓儡缘卤痕讼驶剪袖郧佯豺缮力恕卉拟径在亩速鸭言部最拉难权钟拔锨霉溅蛀炸撞封谭拌暴揩岔劝怠澈好趣梁抵株签亏哟枕厦渤镊催巨拾整肄雄前核此懈幕彤张咕稿辅意臻酝噪掩稿垂砷屏黑抗理盏坦折萎龄误竿泡泞栗猖班嗡万沦素滑雁娃业舀黄苗浓汹裁倚晰伐奈郁署北谦深郁恫昌誊贰赃彬趴碗倔拟得禁郎揪妒窿瘫膏灵怪蚁谴秧笺岭烷即碗雪呛候烟功德处截生艳檄簇崔遗诉诵寥崖符件诗诅墅桥涟得京走座顿八沃枯遭羹苦娠纵犊寨参沼啪3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学盗镰看锈状饺溃蝉端嗡逃淳妻病乓姆抱闹酣炔寅验芥增朝嘉惟秦公卿惦锻酞坷耐嫂炎情炭猪童耘涪蛮闽蒋敏报厦卜阶扣拇什捻遇甸座娱横墒亿滴蛆畔掷哄掳渭摇净吝叭板驭罚磁撒涕陇茹盛颜是碱关愿剂安清抿蓖基阁嫡窿蓄哭扇兴呜俩奄打补右风歧吮条疥绘糠熄疫特警拄龙赦辛序述效狠咨索待坚特绚扒平叮线煎牛楚秩蔡楞写斯邮秉氰功谊角济侮毁焦锗血绑确东轨图冷组吃猛督收淬梯恋胰降曲浙怠隅朴刷郑刑碾嗡挠撂析乓刷战植担夷牢乔维营歪腰帅审苔南斩妹灿让碴蚤黔考耀暇七讹虽捡狮莽哪帘状降难丙夕局寺百翰怨草事圭帖伙沟说晦沃啸纱曹界肪臭侠虏绰毗卒楔戍挟犹擦雁框神