2021高二物理寒假作業(yè)同步練習(xí)題：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

1、1、關(guān)于電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力，正確的說(shuō)法是()A.電荷在磁場(chǎng)中一定受洛倫茲力作用B.電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力作用C.電荷所受電場(chǎng)力一定與該處電場(chǎng)方向一致D.電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場(chǎng)方向垂直【答案】：B【解析】：由洛倫茲力公式F洛qvBsin 知，電荷在磁場(chǎng)中不一定受到洛倫茲力的作用，A錯(cuò)誤；由左手定則知洛倫茲力一定與磁場(chǎng)方向垂直，故D錯(cuò)誤；電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，受力方向與電場(chǎng)方向可能相同也可能相反，故B正確，C錯(cuò)誤。2、每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來(lái)，地磁場(chǎng)可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生物有十分重要的意義。假設(shè)有一個(gè)帶正電的

2、宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(lái)，在地磁場(chǎng)的作用下，它將()A.向東偏轉(zhuǎn) B.向南偏轉(zhuǎn)C.向西偏轉(zhuǎn) D.向北偏轉(zhuǎn)【答案】：A【解析】：赤道附近的地磁場(chǎng)方向水平向北，一個(gè)帶正電的射線粒子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)左手定則可以確定，它受到水平向東的洛倫茲力，故它向東偏轉(zhuǎn)。A正確。3、下列各圖中，運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是()【答案】：B【解析】：根據(jù)左手定則，A中F方向應(yīng)向上，B中F方向應(yīng)向下，故A錯(cuò)、B對(duì)。C、D中都是vB，F(xiàn)0，故C、D都錯(cuò)。4、多選如圖所示，用絲線吊一個(gè)質(zhì)量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，空氣阻力不計(jì)，若小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)向最低點(diǎn)

3、O運(yùn)動(dòng)，則兩次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)()A小球的動(dòng)能相同B絲線所受的拉力相同C小球所受的洛倫茲力相同D小球的向心加速度相同【答案】：AD【解析】：帶電小球受到的洛倫茲力及繩的拉力跟速度方向時(shí)刻垂直，對(duì)小球不做功，只改變速度方向，不改變速度大小，只有重力做功，故兩次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度大小不變，動(dòng)能相同，選項(xiàng)A正確；小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)向最低點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)，兩次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度方向相反，由左手定則可知兩次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)洛倫茲力方向相反，故繩的拉力大小不同，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；由a可知向心加速度相同，選項(xiàng)D正確。5. 如圖所示，一個(gè)帶正電q的帶電體處于垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)水平的絕緣面恰好沒(méi)有正

4、壓力，則應(yīng)該()A. 將磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值增大B. 使磁場(chǎng)以速率v向上運(yùn)動(dòng)C. 使磁場(chǎng)以速率v向右運(yùn)動(dòng)D. 使磁場(chǎng)以速率v向左運(yùn)動(dòng)【答案】：D【解析】：由于帶電體對(duì)水平絕緣面恰好沒(méi)有正壓力，則物體受重力與洛倫茲力的作用，兩者等大反向，再由左手定則判斷可知此帶電體必相對(duì)磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)，由平衡條件有Bqvmg，v，故正確答案為D。6.截面為矩形的載流金屬導(dǎo)線置于磁場(chǎng)中，如圖所示，將出現(xiàn)下列哪種情況()A在b表面聚集正電荷，而a表面聚集負(fù)電荷B在a表面聚集正電荷，而b表面聚集負(fù)電荷C開(kāi)始通電時(shí)，電子做定向移動(dòng)并向b偏轉(zhuǎn)D兩個(gè)表面電勢(shì)不同，a表面電勢(shì)較高【答案】：A【解析】：金屬導(dǎo)體靠電子導(dǎo)電，金屬正離子

5、并沒(méi)有移動(dòng)，而電流由金屬導(dǎo)體中的自由電子的定向移動(dòng)(向左移動(dòng))形成。應(yīng)用左手定則，四指應(yīng)指向電流的方向，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，拇指的指向即為自由電子的受力方向。也就是說(shuō)，自由電子受洛倫茲力方向指向a表面一側(cè)，實(shí)際上自由電子在向左移動(dòng)的同時(shí)，受到指向a表面的作用力，并在a表面進(jìn)行聚集，由于整個(gè)導(dǎo)體是呈電中性的(正、負(fù)電荷總量相等)，所以在b的表面“裸露”出正電荷層，并使b表面電勢(shì)高于a表面電勢(shì)。7.如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為m、帶電量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過(guò)程中，下列判斷正確的是()A.滑塊受到的摩擦力

6、不變B.滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無(wú)關(guān)C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D.B很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上【答案】：C【解析】：根據(jù)左手定則可知，滑塊受到垂直斜面向下的洛倫茲力，C正確；隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對(duì)斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯(cuò)誤；B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，據(jù)動(dòng)能定理，滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能就越小，B錯(cuò)誤；由于開(kāi)始時(shí)滑塊不受洛倫茲力就能下滑，故B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上，D錯(cuò)誤。8.(多選)如圖所示，a為帶正電的小物塊，b是一不帶電的絕緣物塊，a、b疊放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂

7、直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)用水平恒力F拉b物塊，使a、b一起無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)階段()A. a、b一起運(yùn)動(dòng)的加速度減小 B. a、b一起運(yùn)動(dòng)的加速度增大C. a、b物塊間的摩擦力減小 D. a、b物塊間的摩擦力增大【答案】：AC【解析】：ab一起加速，對(duì)整體分析，整體受向下的磁場(chǎng)力，故地面給整體的摩擦力變大，則a，加速度減小。因a與整體加速度相同，則a受力為：fbamaa，加速度減小，則b對(duì)a的摩擦力減小，故AC正確。9.(多選)如圖所示，在一絕緣、粗糙且足夠長(zhǎng)的水平管道中有一帶正電荷的小球，管道半徑略大于球體半徑，整個(gè)管道處于方向與管道垂直的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；現(xiàn)給球施加一個(gè)水平

8、向右的初速度v0，以后小球的速度隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是()【答案】：ACD【解析】：給小球施加一個(gè)水平向右的初速度，小球?qū)⑹艿较蛏系穆鍌惼澚?，還受重力、可能有向后的滑動(dòng)摩擦力；若重力小于洛倫茲力，小球受到向下的彈力，則受到摩擦力，做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確；若重力大于洛倫茲力，小球受到向上的彈力，則受到摩擦力，將做減速運(yùn)動(dòng)，隨洛倫茲力的減小，壓力變大，摩擦力變大，加速度逐漸變大，最后速度為零，故D正確；若洛倫茲力等于小球的重力，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故A正確。10、(多選)如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一

9、帶電微粒從a點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法中正確的是()A.微粒一定帶負(fù)電B.微粒的動(dòng)能一定減小C.微粒的電勢(shì)能一定增加D.微粒的機(jī)械能一定增加【答案】：AD【解析】：微粒進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿直線ab運(yùn)動(dòng)，則微粒受到的合力或者為零，或者合力方向在ab直線上(垂直于運(yùn)動(dòng)方向的合力仍為零)。若微粒所受合力不為零，則必然做變速運(yùn)動(dòng)，由于速度的變化會(huì)導(dǎo)致洛倫茲力變化，則微粒在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的合力不再為零，微粒就不能沿直線運(yùn)動(dòng)，因此微粒所受合力只能為零而做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若微粒帶正電，合力不可能為零，故微粒一定帶負(fù)電，故A正確，B錯(cuò)誤；靜電力做正功，微粒電勢(shì)能減小，機(jī)械能增加，故C錯(cuò)誤，D正確。

10、11.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO在豎直面內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的圓環(huán)A套在OO棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且tan ?，F(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開(kāi)始下滑，試問(wèn)圓環(huán)在下滑過(guò)程中：(1)圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大？(2)圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？【答案】：(1)gsin (2)【解析】：(1)由于tan ，所以環(huán)將由靜止開(kāi)始沿棒下滑。環(huán)A沿棒運(yùn)動(dòng)的速度為v1時(shí)，受到重力mg、洛倫茲力qv1B、桿的彈力FNI和摩擦力Ff1，F(xiàn)f1FN1。根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)圓環(huán)A沿棒的方向：mgsin

11、Ff1ma垂直棒的方向：FN1qv1Bmgcos 所以當(dāng)Ff10(即FN10)時(shí)，a有最大值am，且amgsin 此時(shí)qv1Bmgcos ，解得v1。(2)設(shè)當(dāng)環(huán)A的速度達(dá)到最大值vm時(shí)，環(huán)受桿的彈力為FN2，方向垂直于桿向下，摩擦力Ff2FN2。此時(shí)應(yīng)有a0，即mgsin Ff2。在垂直桿方向上FN2mgcos qvmB，解得vm。12.如圖所示，質(zhì)量為m1 kg、電荷量為q5102 C的帶正電的小滑塊，從半徑為R0.4 m的固定的光滑絕緣圓弧軌道上由靜止自A端滑下。整個(gè)裝置處在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知E100 V/m，方向水平向右；B1 T，方向垂直紙面向里。求：(g取10 m/s2)(1)滑塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí)的速度；(2)在C點(diǎn)時(shí)滑塊所受的洛倫茲力；(3)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小?！敬鸢浮浚?1)2 m/s，方向水平向左(2)0.1 N，方向豎直向下(3)20.1 N【解析】：以滑塊為研究對(duì)象，自軌道上A點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過(guò)程中，受重力mg，方向豎直向下；靜電力