魯科物理選修31第6章磁場對電流和運動電荷的作用單元練習(xí)

1、模塊檢測(本欄目內(nèi)容，學(xué)生用書中以活頁形式單獨裝訂成冊！)一、選擇題1如右圖所示，當(dāng)電鍵S閉合的時候，導(dǎo)線ab受力的方向應(yīng)為()A向右B向左C向紙外 D向紙里【解析】由安培定則可判斷左邊的螺線管右端為S極，右邊的螺線管左端為N極，即導(dǎo)線ab處在向左的磁場中，由左手定則可判斷，導(dǎo)線ab受力方向向紙里，故D正確，A、B、C錯誤【答案】D2關(guān)于回旋加速器的說法正確的是()回旋加速器是利用磁場對運動電荷的作用，使帶電粒子的速度增大的回旋加速器是用電場加速的，經(jīng)過多次電場加速使帶電粒子獲得高能量帶電粒子在回旋加速器中不斷被加速，故在其中做圓周運動一周所用時間越來越少回旋加速器所在處的磁場方向隨粒子在D形

2、盒中的運動做周期性變化整個D形盒之間的電場變化周期與粒子在D形盒中做圓周運動的周期相同帶電粒子在回旋加速器兩個D形盒中運動時，所受的洛倫茲力的大小相等A BC D【答案】B3關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中的運動，下列說法正確的是()A帶電粒子沿電場線方向射入，電場力對帶電粒子做正功，粒子動能一定增加B帶電粒子垂直于電場線方向射入，電場力對帶電粒子不做功，粒子動能不變C帶電粒子沿磁感線方向射入，洛倫茲力對帶電粒子做正功，粒子動能一定增加D不管帶電粒子怎樣射入磁場，洛倫茲力對帶電粒子都不做功，粒子動能不變【解析】帶電粒子在電場中受到的電場力FqE，只與電場有關(guān)，與粒子的運動狀態(tài)無關(guān)，功的正負(fù)由

3、角(力與位移方向的夾角)決定，對選項A，只有粒子帶正電時才成立，所以選項A錯垂直射入勻強(qiáng)電場的帶電粒子，不管帶電性質(zhì)如何，電場力都會做正功，動能增加，所以B錯帶電粒子在磁場中的受力洛倫茲力的大小，不僅與速度大小有關(guān)，還與磁場方向與速度方向之間夾角有關(guān)，帶電粒子平行磁感線方向射入，不受洛倫茲力作用，粒子作勻速直線運動在其他方向上由于洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，故洛倫茲力對帶電粒子始終不做功綜上所述，正確選項為D.【答案】D4如右圖所示的電路中，當(dāng)電鍵S閉合后，水平放置的平行板電容器中有一個帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將電鍵S斷開，則()A液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)B液滴做自由落體運動C電容器上的帶電

4、荷量減小D電容器上的帶電荷量增大【答案】D5如右圖所示是粒子速度選擇器的原理圖，如果粒子所具有的速率v，那么()A帶正電粒子必須沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場區(qū)，才能沿直線通過B帶負(fù)電粒子必須沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場區(qū)，才能沿直線通過C不論粒子電性如何，沿ab方向從左側(cè)進(jìn)入場區(qū)，都能沿直線通過D不論粒子電性如何，沿ba方向從右側(cè)進(jìn)入場區(qū)，都能沿直線通過【解析】由于洛倫茲力方向必須和電場力方向相反，由左手定則知，A、C正確【答案】AC6如下圖所示，光滑絕緣軌道ABP豎直放置，其軌道末端切線水平，在其右側(cè)有一正交的勻強(qiáng)電場、磁場區(qū)域，電場豎直向上，磁場垂直紙面向里一帶電小球從軌道上的A點靜止滑下，經(jīng)P點進(jìn)入

5、場區(qū)后，恰好沿水平方向做直線運動則可以斷定()A小球帶負(fù)電B小球帶正電C若小球從B點由靜止滑下，進(jìn)入場區(qū)后將立即向上偏D若小球從B點由靜止滑下，進(jìn)入場區(qū)后將立即向下偏【答案】BD7如右圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場一束質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率、沿著相同的方向，對準(zhǔn)圓心O射入勻強(qiáng)磁場，又都從該磁場中射出這些粒子在磁場中的運動時間有的較長，有的較短若帶電粒子在磁場中只受磁場力的作用，則在磁場中運動時間較長的帶電粒子()A速率一定越小B速率一定越大C在磁場中通過的路程越長D在磁場中的周期一定越大【解析】由帶電粒子在磁場中運動周期公式T，可知所有粒子在磁場中周期相等，故

6、D錯誤；運動時間較長的粒子所對圓心角越大，由幾何關(guān)系知其所對半徑越小，由半徑公式r知其速率越小，故A正確，B錯誤；其在圓中運動軌跡越短，故C錯誤【答案】A8如右圖所示，截面為正方形的容器處在勻強(qiáng)磁場中，一束電子從孔a垂直磁場射入容器中，其中一部分從c孔射出，一部分從d孔射出，則下列斜述中正確的是()A從兩孔射出的電子速率之比vcvd21B從兩孔射出的電子在容器中運動所用時間之比tctd12C從兩孔射出的電子在容器中運動時的加速度大小之比acad1D從兩孔射出的電子在容器中運動時的加速度大小之比acad21【解析】rc，rd，因為rc2rd，所以vcvd21，故A正確；tc·，td&#

7、183;，所以tctd12，故B正確；加速度之比acadqvcBqvdBvcvd21，故C錯誤，D正確【答案】ABD9如右圖所示，A和B為兩等量異號電荷，A帶正電，B帶負(fù)電在A、B的連線上有a、b、c三點，其中b為連線的中點，a、c兩點與b點等距，則下列說法錯誤的是()Aa點與c點的電場強(qiáng)度相同Ba點與c點的電勢相同Ca、b間的電勢差與b、c間的電勢差相同D過b點作A、B連線的垂線，點電荷q沿此垂線方向移動，電荷的電勢能保持不變來【解析】由于A、B為等量的異號電荷，a、c兩點關(guān)于b點對稱，則EaEc；A、B兩點間電場線由A指向B，故ac，且UabUbc；過b點作A、B連線的垂線是等勢面，則電荷

8、沿此面移動電勢能不變所以A、C、D正確，B錯誤【答案】B10一個T形電路如右圖所示，電路中的電阻R110 ，R2120 ，R340 .另有一測試電源，電動勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計則()A當(dāng)cd端短路時，ab之間的等效電阻是40 B當(dāng)ab端短路時，cd之間的等效電阻是40 C當(dāng)ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80 VD當(dāng)cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80 V【解析】當(dāng)cd端短路時，電阻R2、R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，ab間的電阻為RabR140 .故選項A正確；當(dāng)ab端短路時R1、R3并聯(lián)后與R2串聯(lián)，cd間的電阻為RcdR2128 ，故選項B錯誤；當(dāng)ab兩端接通測試電源時，R

9、1、R3串聯(lián)，R2相當(dāng)于導(dǎo)線，cd兩端電壓為R3上的電壓，所以Ucd V80 V，故選項C正確；當(dāng)cd兩端接通測試電源時，R2、R3串聯(lián)，R1相當(dāng)于導(dǎo)線，ab兩端電壓為R3上的電壓，所以Uab V25 V，故選項D錯誤【答案】AC二、非選擇題11(1)下圖螺旋測微器的讀數(shù)為_(2)某同學(xué)采用如下圖甲所示的電路測定電源電動勢和內(nèi)電阻已知干電池的電動勢約為1.5 V，內(nèi)阻約2 ，電壓表(03 V，3 k)，電流表(00.6 A,1.0 )，滑動變阻器有R1(10 ，2 A)和R2(100 ，0.1 A)各一只所用滑動變阻器為_在圖乙中連接成實驗電路 根據(jù)圖丙得電源電動勢為_ V內(nèi)電阻為_ .【解析

10、】(1)螺旋測微器讀數(shù)為固定刻度讀數(shù)可動刻度讀數(shù)，本題讀數(shù)要注意，半毫米刻度線已露出，可動刻度讀數(shù)要估讀到千分位，故讀數(shù)為2.720 mm.(2)電路中最大電流I0.75 AR2的額定電流小于0.75 A，同時R2阻值遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻r，不便于調(diào)節(jié)，所以變阻器用R1.如下圖所示將圖線延長，交于縱軸，則縱截距即為電動勢E1.48 V(1.47 V1.49 V均正確)r，可得r1.79 (1.78 1.90 均正確)【答案】(1)2.720 mm(2)1.48(1.471.49均正確)1.79(1.781.90均正確)12已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入互相垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B中，液滴在

11、此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動如右圖所示求：(1)液滴在空間受到幾個力作用；(2)液滴帶電荷量及電性；(3)液滴做勻速圓周運動的半徑多大？【解析】(1)由于是帶電液滴，它必然受重力，又處于電磁復(fù)合場中，還應(yīng)受到電場力及洛倫茲力共三個力作用(2)因液滴做勻速圓周運動，故必須滿足重力與電場力平衡，所以液滴應(yīng)帶負(fù)電，電荷量由mgEq，求得：q.(3)盡管液滴受三個力，但合力為洛倫茲力，所以仍可用半徑公式r，把電荷量代入可得：r.【答案】(1)重力、電場力和洛倫茲力三個力的作用(2)負(fù)電(3)13如右圖所示，平行板電容器A、B間的電壓為U，兩板的距離為d，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，由兩板

12、中央O點以水平速度v0水平射入，落在C處，BCl.若將B板向下拉開，初速度v0不變，則粒子將落在B板到C點，求BC為多長(粒子的重力忽略不計)【解析】根據(jù)牛頓第二定律，帶電粒子在落到C點之前，有qma，所以a.而帶電粒子運動的情況為lv0t.dat2·t2.帶電粒子落在C點之前，根據(jù)牛頓第二定律得qma.所以a，得lv0t，ddat2··t2.解方程組得BC的長為ll.【答案】l14.如右圖所示，在xOy坐標(biāo)平面的第一象限內(nèi)有垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的粒子(重力不計)以初速度v0沿x方向從坐標(biāo)為(3l，l)的P點開始運動，接著進(jìn)入磁場后由坐標(biāo)原點O射出，射出時的速度方向與y軸方向夾角為45°，求：(1)粒子從O點射出時的速度v和電場強(qiáng)度E.(2)粒子從P點運動到O點過程所用的時間【解析】(1)根據(jù)對稱性可知，粒子在Q點時速度大小為v，方向為x軸方向成45°，則有