2020-2021学年高中物理人教版选修3-1练习：3.6-运动电荷在磁场中受到的力.docx

洛伦兹力的方向1在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图366所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将()图366A向上偏转 B向下偏转C向纸里偏转 D向纸外偏转答案B解析由题图可知，直线电流的方向由左向右，依据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面对里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向)，电子将向下偏转，故B选项正确洛伦兹力的大小图3672如图367所示，带负电荷的摆球在一匀强磁场中摇摆匀强磁场的方向垂直纸面对里摆球在A、B间摇摆过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则()AF1F2，a1a2 BF1F2，a1a2CF1F2，a1a2 DF1F2，a1a2答案B解析由于洛伦兹力不做功，所以从B和A到达C点的速度大小相等由a可得a1a2.当由A运动到C时，以小球为争辩对象，受力分析如图甲所示，F1qvBmgma1.当由B运动到C时，受力分析如图乙所示，F2qvBmgma2.由以上两式可得：F2F1，故B正确洛伦兹力的综合应用图3683在两平行金属板间，有如图368所示的相互正交的匀强电场和匀强磁场粒子以速度v0从两板的正中心垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过供下列各小题选择的答案有：A不偏转 B向上偏转C向下偏转 D向纸内或纸外偏转(1)若质子以速度v0从两板的正中心垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将_(2)若电子以速度v0从两板的正中心垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将_(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中心射入，质子将_(4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中心射入时，电子将_答案(1)A(2)A(3)B(4)C解析设带电粒子的质量为m，带电荷量为q，匀强电场的电场强度为E、匀强磁场的磁感应强度为B.带电粒子以速度v0垂直射入相互正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受电场力方向向下，大小为qE；所受磁场力方向向上，大小为Bqv0.沿直线匀速通过时，明显有Bqv0qE，v0，即沿直线匀速通过时，带电粒子的速度与其质量、电荷量无关假如粒子带负电荷，电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍旧成立所以，(1)(2)两小题应选A.若质子以大于v0的速度射入两板之间，由于磁场力fBqv，磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向上偏转，第(3)小题应选B.磁场的磁感应强度B增大时，电子射入的其他条件不变，所受磁场力fBqv0也增大，电子带负电荷，所受磁场力方向向下，将向下偏转，所以第(4)小题应选择C.(时间：60分钟)题组一对洛伦兹力方向的判定1在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向推断不正确的是()答案C2一束混合粒子流从一放射源射出后，进入如图369所示的磁场，分别为1、2、3三束，则不正确的是 ()图369A1带正电 B1带负电 C2不带电 D3带负电答案B解析依据左手定则，正电荷粒子左偏，即1；不偏转说明不带电，即2；带负电的粒子向右偏，说明是3，因此答案为B.3在学校操场的上空中停着一个热气球，从它底部脱落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气的摩擦而带负电，假如没有风，那么它的着地点会落在气球正下方地面位置的()A偏东 B偏西 C偏南 D偏北答案B解析在我们北半球，地磁场在水平方向上的重量方向是水平向北，气球带负电，依据左手定则可得气球受到向西的洛伦兹力，故向西偏转，B正确4一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()A此空间肯定不存在磁场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方向垂直答案BD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，不能说明此空间肯定不存在磁场，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正确题组二洛伦兹力特点及公式5带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是()A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B假如把q改为q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小不变C洛伦兹力方向肯定与电荷速度方向垂直，磁场方向肯定与电荷运动方向垂直D粒子只受到洛伦兹力的作用，不行能做匀速直线运动答案BD图36106如图3610所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽视重力，电子在管内的运动应当是()A当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动答案C解析电子的速度vB、F洛0、电子做匀速直线运动7关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是()A带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做正功，粒子动能肯定增加B带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能不变C带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能肯定增加D不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变答案D解析带电粒子在电场中受到的静电力FqE，只与电场有关，与粒子的运动状态无关，做功的正负由角(力与位移方向的夹角)打算对选项A，只有粒子带正电时才成立；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，静电力都会做正功，动能增加带电粒子在磁场中的受力洛伦兹力FqvBsin ，其大小除与运动状态有关，还与角(磁场方向与速度方向之间夹角)有关，带电粒子从平行磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动在其他方向上由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功综上所述，正确选项为D.图36118显像管原理的示意图如图3611所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中心的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面对里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由a点渐渐移动到b点，下列磁场的变化能够使电子发生上述偏转的是()答案A解析电子偏转到a点时，依据左手定则可知，磁场方向垂直纸面对外，对应的Bt图的图线就在t轴下方；电子偏转到b点时，依据左手定则可知，磁场方向垂直纸面对里，对应的Bt图的图线应在t轴上方，A正确题组三带电物体在磁场中的运动问题图36129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3612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油滴必带正电荷，比荷C油滴必带负电荷，电荷量为D油滴带什么电荷都可以，只要满足q答案A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，故带正电，其电荷量q，A正确图361310如图3613所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直一个带负电荷的小滑块由静止开头从半圆轨道的最高点M滑下到最右端，则下列说法中正确的是()A滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B滑块从M点到最低点的加速度比磁场不存在时小C滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等 答案D解析由于洛伦兹力不做功，故与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的速度不变，选项A错误；由a，与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的加速度不变，选项B错误；由左手定则，滑块经最低点时受的洛伦兹力向下，而滑块所受的向心力不变，故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大，因此选项C错误；由于洛伦兹力始终与运动方向垂直，在任意一点，滑块经过时的速度均不变，选项D正确图361411如图3614所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中()A小球加速度始终增加B小球速度始终增加，直到最终匀速C棒对小球的弹力始终减小D小球所受洛伦兹力始终增大，直到最终不变答案BD解析小球由静止开头下滑，受到向左的洛伦兹力不断增加在开头阶段，洛伦兹力小于向右的静电力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增加，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向的重力和摩擦力作用下加速运动的加速度增加当洛伦兹力等于静电力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消逝，小球受到的合力最大，加速度最大随着速度连续增加，洛伦兹力大于静电力，棒对小球又产生向右的弹力，随着速度增加，洛伦兹力增加，棒对小球的弹力增加，小球受到的摩擦力增加，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增加，以此时的速度做匀速运动综上所述，选项B、D正确图361512如图3615所示，一个质量为m带正电的带电体电荷量为q，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B垂直，则能沿绝缘面滑动的水平速度方向_，大小v应不小于_，若从速度v0开头运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做功为_答案水平向右， ，m图361613如图3616所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面对里，一带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法中正确的是()A微粒肯定带负电 B微粒的动能肯定减小C微粒的电势能肯定增加 D微粒的机械能肯定增加答案AD解析微粒进入场区后沿直线ab运动，则微粒受到的合力或者为零，或者合力方向在ab直线上( 垂直于运动方向的合力仍为零)若微粒所受合力不为零，则必定做变速运动，由于速度的变化会导致洛伦兹力变化，则微粒在垂直于运动方向上的合力不再为零，微粒就不能沿直线运动，因此微粒所受合力只能为零而做匀速直线运动；若微粒带正电，则受力分析如下图甲所示，合力不行能为零，故微粒肯定带负电，受力分析如图乙所示，故A正确，B错；静电力做正功，微粒电势能减小，机械能增大，故C错，D 正确图361714如图3617所示，质量为m1 kg、电荷量为q5102 C的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向相互垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100 V/m，方向水平向右；B1 T，方向垂直纸面对里求：(1)滑块到达C点时的速度；(2)在C点时滑块所受洛伦兹力(g10 m/s2)答案(1)2 m/s，方向水平向左(2)0.1 N，方向竖直向下解析以滑块为争辩对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；静电力qE，方向水平向右；洛伦兹力F洛qvB，方向始终垂直于速度方向(1)滑块从A到C过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgRqERmv得vC 2 m/s.方向水平向左(2)依据洛伦兹力公式得：FqvCB510221 N0.1 N，方向竖直向下