高中物理 第三章 磁場 5 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力課時(shí)作業(yè) 新人教版選修31

1、5 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力課時(shí)作業(yè)a組基礎(chǔ)鞏固一、單項(xiàng)選擇題1.如圖所示，電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將()a向上偏轉(zhuǎn)b向下偏轉(zhuǎn)c向紙外偏轉(zhuǎn) d向紙里偏轉(zhuǎn)解析：由安培定則可知，環(huán)形導(dǎo)線在示波管處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，由左手定則可判斷，電子受到的洛倫茲力方向向上，故a正確答案：a2在勻強(qiáng)磁場中，一帶電粒子沿著垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍，則該帶電粒子受到的洛倫茲力()a變?yōu)樵瓉淼腷增大為原來的4倍c減小為原來的d增大為原來的2倍解析：由洛倫茲力的公式fqvb可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍，帶電

2、粒子受到的洛倫茲力也增大為原來的2倍答案：d3.如圖所示，在豎直絕緣的水平臺(tái)上，一個(gè)帶正電的小球以水平速度v0拋出，落在地面上的a點(diǎn)，若加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，小球仍能落到地面上，則小球的落點(diǎn)()a仍在a點(diǎn) b在a點(diǎn)左側(cè)c在a點(diǎn)右側(cè) d無法確定解析：小球在運(yùn)動(dòng)中任一位置的受力如圖所示，小球此時(shí)受到了斜向上的洛倫茲力的作用，小球在豎直方向的加速度ay<g，故小球在空中做曲線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將增加，同時(shí)水平方向上加速，故落點(diǎn)應(yīng)在a點(diǎn)的右側(cè)，選項(xiàng)c正確答案：c4.如圖所示，一個(gè)帶電荷量為q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)水平絕緣面恰好無壓力

3、，應(yīng)該()a使b的數(shù)值增大b使磁場以速率v向上移動(dòng)c使磁場以速率v向右移動(dòng)d使磁場以速率v向左移動(dòng)解析：為使小帶電體對(duì)水平絕緣面恰好無壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力與重力平衡，磁場不動(dòng)而只增大b，靜止的小帶電體在磁場里不受洛倫茲力，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；磁場向上移動(dòng)相當(dāng)于小帶電體向下運(yùn)動(dòng)，受到的洛倫茲力向右，不可能平衡重力，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤；磁場以速率v向右移動(dòng)，相當(dāng)于小帶電體以速率v向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向下，也不可能平衡重力，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤；磁場以速率v向左移動(dòng)，相當(dāng)于小帶電體以速率v向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向上，當(dāng)qvbmg時(shí)，小帶電體對(duì)水平絕緣面恰好無壓力，則v，故選項(xiàng)d正確答案：d5.(2018

4、3;安徽安慶一中測(cè)試)如圖所示，擺球帶有負(fù)電的單擺，在一勻強(qiáng)磁場中擺動(dòng)，勻強(qiáng)磁場的方向垂直于紙面向里，擺球在a、b間擺動(dòng)過程中，由a擺到最低點(diǎn)c時(shí)，擺線拉力大小為f1，擺球加速度大小為a1；由b擺到最低點(diǎn)c時(shí)，擺線拉力大小為f2，擺球加速度大小為a2，則()af1f2，a1a2 bf1f2，a1a2cf1f2，a1a2 df1f2，a1a2解析：由于洛倫茲力不做功，所以擺球由b到達(dá)c和由a到達(dá)c點(diǎn)的速度大小相等，由a可得a1a2.當(dāng)由a運(yùn)動(dòng)到c時(shí)，以擺球?yàn)檠芯繉?duì)象受力分析如圖甲所示，f1f洛mgma當(dāng)由b運(yùn)動(dòng)到c時(shí)，受力分析如圖乙所示，f2f洛mgma由式可得：f1f2，故選項(xiàng)b正確答案：b二

5、、多項(xiàng)選擇題6(2018·江蘇淮安高二檢測(cè))關(guān)于電荷所受電場力和洛倫茲力，正確的說法是()a電荷在磁場中一定受洛倫茲力作用b電荷在電場中一定受電場力作用c電荷所受電場力一定與該處電場方向一致d電荷所受的洛倫茲力一定與磁場方向垂直解析：電荷在電場中一定受電場力作用，但在磁場中，只有電荷運(yùn)動(dòng)并且運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向不平行時(shí)才受磁場力作用，a錯(cuò)，b對(duì)電荷受電場力的方向與電場方向相同或相反，電荷若受磁場力，則磁場力方向與磁場方向一定垂直，c錯(cuò)，d對(duì)答案：bd7.如圖所示，在圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強(qiáng)度為e的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場，已知從左方水平射入的電子，通過該區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏

6、轉(zhuǎn)，假設(shè)電子重力可忽略不計(jì)，則在該區(qū)域中的e和b的方向可能是()ae豎直向上，b垂直紙面向外be豎直向上，b垂直紙面向里ce和b都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同de和b都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反解析：如果e豎直向上，b垂直紙面向外，電子沿圖中方向射入后，電場力向下，洛倫茲力向上，二力可能平衡，電子可能沿直線通過e、b共存區(qū)域，故a對(duì)；同理b不對(duì)；如果e、b沿水平方向且與電子運(yùn)動(dòng)方向相同，電子不受洛倫茲力作用，但電子受到與e反方向的電場力作用，電子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，也不偏轉(zhuǎn)，故c對(duì)；如果e、b沿水平方向，且與電子運(yùn)動(dòng)方向相反，電子仍不受洛倫茲力，電場力與e反向，即與速度同方向，故電子做

7、勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也不偏轉(zhuǎn)，故d對(duì)答案：acd8(2018·浙江杭州高二檢測(cè))如圖所示，勻強(qiáng)電場的方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，三個(gè)油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運(yùn)動(dòng)，c向左做勻速運(yùn)動(dòng)，比較它們的重力ga、gb、gc間的關(guān)系，正確的是()aga最大 bgb最大cgc最大 dgc最小解析：由于a靜止，gaqe，電場力向上，帶正電荷，由左手定則可知，b受洛倫茲力方向向上，gbqeqvb；c受洛倫茲力方向向下，gcqvbqe，由此可知，gb>ga>gc，故b、d正確答案：bd三、非選擇題9一初速度為零的質(zhì)子，經(jīng)過電壓為1 880 v的電場加速

8、后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為5.0×104 t的勻強(qiáng)磁場中求質(zhì)子受到的洛倫茲力的大小(質(zhì)子質(zhì)量m1.67×1027 kg，g取10 m/s2)解析：質(zhì)子的初速度為零，由動(dòng)能定理得uqmv2，可得質(zhì)子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)的速率v6.0×105 m/s，由于質(zhì)子是垂直進(jìn)入磁場的，按照洛倫茲力的計(jì)算公式可以得到fqvb1.6×1019×6.0×105×5.0×104 n4.8×1017 n.答案：4.8×1017 nb組能力提升一、選擇題1如圖是電子射線管的示意圖接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光

9、屏上會(huì)看到一條亮線要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是()a加一磁場，磁場方向沿z軸負(fù)方向b加一磁場，磁場方向沿y軸正方向c加一電場，電場方向沿z軸負(fù)方向d加一電場，電場方向沿y軸正方向解析：電子由陰極射向陽極，等效電流方向?yàn)橛申枠O流向陰極，根據(jù)左手定則判斷磁場方向應(yīng)為沿y軸正方向，a錯(cuò)誤，b正確加電場時(shí)，電子受力方向與電場線方向相反，故電場應(yīng)沿z軸正方向，c、d錯(cuò)誤答案：b2.(多選)如圖所示為勻強(qiáng)電場(場強(qiáng)為e)和勻強(qiáng)磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度為b)共存的場區(qū)，方向如圖所示一電子沿垂直電場線和磁感線方向以速度v0射入場區(qū)，則()a若v0，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場區(qū)時(shí)速度vv0

10、b若v0，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場區(qū)時(shí)速度vv0c若v0，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場區(qū)時(shí)速度vv0d若v0，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場區(qū)時(shí)速度vv0解析：當(dāng)qvbqe時(shí)，電子沿直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)v.當(dāng)v0時(shí)，洛倫茲力大于電場力，軌跡向下偏轉(zhuǎn)，電場力做負(fù)功，動(dòng)能減小，出場區(qū)時(shí)速度vv0，a錯(cuò)誤，b正確當(dāng)v0時(shí)，洛倫茲力小于電場力，電子向上偏轉(zhuǎn)，電場力做正功，出場區(qū)時(shí)速度vv0，c正確，d錯(cuò)誤答案：bc二、非選擇題3.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的水平勻強(qiáng)磁場中，有一足夠長的絕緣細(xì)棒oo在豎直面內(nèi)垂直于磁場方向放置，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<t

11、an .現(xiàn)讓圓環(huán)a由靜止開始下滑，試問圓環(huán)在下滑過程中：(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？解析：(1)由于<tan ，所以環(huán)將由靜止開始沿棒下滑環(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fn1和摩擦力ff1fn1.根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)圓環(huán)a沿棒的方向：mgsin ff1ma垂直棒的方向：fn1qv1bmgcos 所以當(dāng)ff10(即fn10)時(shí)，a有最大值am，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答案：(1)gsin (2)4質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒，以速度v與水平方向成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場同時(shí)存在的空間，如圖所示，微粒在電場、磁場、重力場的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：(1)電場強(qiáng)度的大小，該帶電粒子帶何種電荷；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小解析：(1)微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力必為零，微粒受重力mg，電場力qe，洛倫茲力qvb，由此可知，微粒帶正電，受力如圖所示，則qemg，則電場強(qiáng)度e.(2)由于合力為零，則qvbmg，所以b.答案：(1)正電(2)6edb