運動電荷在磁場中所受的力

1、第 第 頁（共 12 頁）運動的電荷在磁場中的受力一選擇題（共10小題）B，電荷速度v B，電荷速度v 和洛倫茲力F 三者方向之間的關(guān)系，其中正確的是（）2如圖所示，一帶負電的離子束沿圖中箭頭方向通過兩磁極間時，它受的洛倫茲力方向（）A向下B向上C指向S極D指向N 極3 美麗的宜城安慶，處在北緯30 度附近， 一束帶負電的粒子從太空沿地球半徑方向飛向安慶振風塔，由于受到地磁場的作用，粒子的運動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該束帶電粒子偏轉(zhuǎn)方向是（）A向東B向南C向西D向北4關(guān)于洛倫茲力，下列說法正確的是（）A電荷處于磁場中一定受到洛倫茲力B運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力C某運動電荷在某處未受到洛倫茲力

2、，該處的磁感應(yīng)強度一定為零D洛倫茲力可改變運動電荷的運動方向5 如圖所示，一個帶正電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時的速度為v 若加上一個垂直于紙面指向紙外的方向的磁場，則物體滑到底端時（）A v 變大B v 變小C v 不變D不能確定6兩個帶電粒子由靜止經(jīng)同一電場加速后垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1： 2電量之比為1：2， 則兩帶電粒子受洛侖茲力之比為（）A 2：1 B1：l C1：2 D 1：47如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q 的帶正電絕緣體物塊位于高度略大于物塊高的水平寬敞絕緣隧道中，隧道足夠長，物塊上、 下表面與隧道上下表面的動摩擦因數(shù)均為，整個空間存在垂直紙面

3、向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場現(xiàn)給物塊水平向右的初速度v0， 空氣阻力忽略不計，物塊電荷量不變，則整個運動過程中，物塊克服阻力做功可能為（）2A 0 B mv0C mv02+D mv028如圖所示，q1、 q2為兩帶電粒子，其中q1 帶正電，q2帶負電，q1 帶電荷量與q2 相等某時刻，它們以相同的速度垂直進入同一磁場，此時q1、 q2所受洛倫茲力分別為F1、 F2則（A F1、 F2的方向均相同B F1、 F2的方向均相反C F1 和 F2的大小一定不等D F1 和F2的大小可能不等9如圖所示，帶負電的小球用絕緣絲線懸掛于O 點并在勻強磁場中擺動，當小球每次通過最低點A時（ ）A擺球的動能相

4、同B擺球受到的磁場力相同C擺球受到的絲線的拉力相同D向右擺動通過A點時懸線的拉力大于向左擺動通過A點時懸線的拉力10如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，甲、乙、丙、丁四個帶正電的點電荷沿四個方向、以大小相同的初速度v0 垂直磁場方向進入磁場則進入磁場瞬 TOC o 1-5 h z 間受到洛倫茲力方向向下的點電荷是（）A甲B乙C丙D丁二計算題（共2 小題）11如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為0.5T 的勻強磁場，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端放置一質(zhì)量為0.1kg、帶電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大

5、靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力現(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為 0.6N 的恒力，g取 10m/s2，求：（ 1）滑塊勻加速運動的時間t 及勻加速結(jié)束時的速度v1？（ 2）滑塊最終的速度v2？12 地球的磁場可以使太空來的宇宙射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)（ 312 地球的磁場可以使太空來的宇宙射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)強度為1.2 10 4 T，方向由南指向北，如果有一速度v=5.0 105 m/s的質(zhì)子（帶電荷量q=1.6 10 19 C豎直向下運動，則質(zhì)子受到的洛倫茲力多大？向哪個方向偏轉(zhuǎn)？運動的電荷在磁場中的受力參考答案與試題解析運動的電荷在磁場中的受力參考答案與試題解析10小題）1下面四幅圖表示了磁感應(yīng)強度B，電荷速

6、度v 和洛倫茲力F 三者方向之間的關(guān)系，其中正確的是（關(guān)系，其中正確的是（【解答】 解：A、磁場方向向上，速度方向向右，根據(jù)左手定則，洛倫茲力方向向外故A錯誤B、磁場方向向內(nèi)，速度方向向右，根據(jù)左手定則，洛倫茲力方向豎直向上故B 正確C、磁場方向向外，速度方向向右，根據(jù)左手定則，洛倫茲力方向向下故C錯誤D、磁場方向向左，速度方向向右，故不受洛侖茲力故D 錯誤故選：B2如圖所示，一帶負電的離子束沿圖中箭頭方向通過兩磁極間時，它受的洛倫茲力方向（A向下B向上C指向S極D指向N 極【解答】 解：由圖可知，磁場方向從N 極指向 S極，根據(jù)左手定則可知，讓四指指向與正電荷運動方向相同，讓磁感線穿過手心，

7、根據(jù)大拇指的指向即可判斷出洛倫茲力的方向，由此可知負電的離子束所受的洛倫茲力的方向向下，故 A正確，BCD錯誤 TOC o 1-5 h z 故選：A3 美麗的宜城安慶，處在北緯30 度附近， 一束帶負電的粒子從太空沿地球半徑方向飛向安慶振風塔，由于受到地磁場的作用，粒子的運動方向?qū)l(fā)生偏轉(zhuǎn)，則該束帶電粒子偏轉(zhuǎn)方向是（）A向東B向南C向西D向北【解答】 解： 粒子帶負電，則等效電流的方向豎直向上，地磁場的方向由南向北，由左手定則知安培力的方向向西，則雨滴向西偏轉(zhuǎn)；故C正確，ABD錯誤故選：C4關(guān)于洛倫茲力，下列說法正確的是（）A電荷處于磁場中一定受到洛倫茲力B運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力C

8、某運動電荷在某處未受到洛倫茲力，該處的磁感應(yīng)強度一定為零D洛倫茲力可改變運動電荷的運動方向【解答】 解：A、電荷處于磁場中，不受到洛倫茲力，因為電荷沒有運動，故A錯誤；B、運動電荷在磁場中平行與磁場方向時，則沒有洛倫茲力；故B 錯誤；C、若運動電荷與磁場方向平行，則沒有洛倫茲力，但有磁場存在，故C錯誤；D、根據(jù)左手定則可知，洛倫茲力垂直與速度的方向，則一定改變運動電荷的運動方向，故D 正確；故選： D5 如圖所示，一個帶正電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時的速度為v 若加上一個垂直于紙面指向紙外的方向的磁場，則物體滑到底端時（）A v 變大B v 變小C v 不變D不能確定【解答】解：未加磁

9、場時，根據(jù)動能定理，有mgh Wf= mvA 0 BA 0 B mv0多了洛倫茲力，洛倫茲力不做功根據(jù)左手定則，洛倫茲力的方向垂直斜面向上，所以物體對斜面的壓力減小，所以摩擦力變小，摩擦力做的功變小，根據(jù)動能定理，有mghWf=mv 20，Wfv故A正確，B、C、D錯誤故選：A6兩個帶電粒子由靜止經(jīng)同一電場加速后垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1： 2 電量之比為1： 2， 則兩帶電粒子受洛侖茲力之比為（）A2：1 B1： l C 1：2 D 1： 4【解答】 解：兩個帶電粒子由靜止經(jīng)同一電場加速后，根據(jù)動能定理：所以：由于兩粒子質(zhì)量之比為1： 2電量之比為1： 2，所以兩種粒

10、子進入磁場的速度是相等的根據(jù)洛倫茲力大小，f=Bqv，結(jié)合題意可得，洛倫茲力大小與電量成正比，即1 ：2，故C正確，ABD錯誤；故選：C7如圖所示，一質(zhì)量為m，電荷量為q 的帶正電絕緣體物塊位于高度略大于物塊高的水平寬敞絕緣隧道中，隧道足夠長，物塊上、 下表面與隧道上下表面的動摩擦因數(shù)均為，整個空間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場現(xiàn)給物塊水平向右的初速度v0， 空氣阻力忽略不計，物塊電荷量不變，則整個運動 過程中，物塊克服阻力做功可能為（C mv02+D mv02【解答】 解： 由題意對滑塊受力分析，因不知道開始時滑塊所受洛倫茲力與重力誰大，故彈力方向大小均不能確定，應(yīng)討論：A、若滑

11、塊受到向上的洛倫茲力F 洛 =mg，則支持力FN=0，摩擦力f=0，滑塊將勻速運動，摩擦力不做功，選項A正確；B、若F洛 mg，則滑塊受到向下的壓力FN，在豎直方向滿足F洛 =mg+FN，滑塊向右做減速運動，由動態(tài)分析知，當 F 洛 =mg 時 FN=0， f=0， 最終滑塊做勻速運動，此時滿足qvB=mg， 解得 v= ， 對滑塊整個過程由動能定理得W 克 = mv2m， ，聯(lián)立解得W克 = m ，故C錯誤，D 錯誤；故選： A8如圖所示，q1、 q2為兩帶電粒子，其中q1 帶正電，q2帶負電，q1 帶電荷量與q2 相等某時刻，它們以相同的速度垂直進入同一磁場，此時q1、 q2所受洛倫茲力分

12、別為F1、 F2則（）A F1、 F2的方向均相同B F1、 F2的方向均相反C F1 和 F2的大小一定不等D F1 和F2的大小可能不等【解答】 解：A、伸出左手，讓磁感線垂直向里穿過掌心，正電荷q1 向上運動，與電流的方向相同，所以四指的方向向上，此時拇指所指的方向向左，即洛倫茲力的方向向左；q 2帶負電荷，負電荷向上運動產(chǎn)生的電流的方向向下，根據(jù)左手定則可得，此時洛倫茲力的方向向右故B 正確， A錯誤；C、根據(jù)洛倫茲力的公式：f=qvB， q1 帶電荷量與q2 相等，它們以相同的速度垂直進入同一磁場所以受到的洛倫茲力的大小是相等的故C錯誤，D錯誤故選： B9如圖所示，帶負電的小球用絕緣

13、絲線懸掛于O 點并在勻強磁場中擺動，當小球每次通過最低點A時（ ）A擺球的動能相同B擺球受到的磁場力相同C擺球受到的絲線的拉力相同D向右擺動通過A點時懸線的拉力大于向左擺動通過A點時懸線的拉力【解答】 解：A、由題意可知，拉力與洛倫茲力對小球不做功，僅僅重力作功，則小球機械能守恒，所以小球分別從左側(cè)最高點和右側(cè)最高點向最低點A運動且兩次經(jīng)過A點時的動能相同，故A正確；B、由于小球的運動方向不同，則根據(jù)左手定則可知，洛倫茲力的方向不同，故B 錯誤；C、 D、由A 選項可知，速度大小相等，則根據(jù)牛頓第二定律可知，由于速度方向不同， 導(dǎo)致產(chǎn)生的洛倫茲力的方向也不同，則拉力的大小也不同，向左擺動通過

14、A 點時所受洛倫茲力的方向向上，充當一部分向心力，故繩子拉力較小，即向右擺動通過A點時懸線的拉力大于向左擺動通過A點時懸線的拉力，故 CD錯誤；故選：A10如圖所示，勻強磁場方向垂直紙面向里，甲、乙、丙、丁四個帶正電的點電荷沿四個方向、以大小相同的初速度v0 垂直磁場方向進入磁場則進入磁場瞬A甲A甲B乙C丙D丁解：磁場方向垂直向內(nèi)，洛倫茲力方向向下，故根據(jù)左手定則，電流向左，正電荷運動方向與電流方向相同，故電荷應(yīng)該是向左運動；故是乙電荷； 故選： B二計算題（共2 小題）11如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為0.5T 的勻強磁場，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上

15、，在木板左端放置一質(zhì)量為 TOC o 1-5 h z 0.1kg、帶電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力現(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為 0.6N 的恒力，g取 10m/s2，求：（ 1）滑塊勻加速運動的時間t 及勻加速結(jié)束時的速度v1？（ 2）滑塊最終的速度v2？（ 3）木板最終加速度？【解答】 解：（ 1） 由題意知長木板的質(zhì)量為M=0.2kg， 滑塊的質(zhì)量m=0.1kg， 滑塊與木板間動摩擦因數(shù) =0.，當5F 作用于長木板時，對于木板由拉力和摩擦力的合力產(chǎn)生加 速度，對于滑塊由摩擦力產(chǎn)生加速度，由題意知滑塊與木板

16、間的最大靜摩擦力fmax= m，產(chǎn)生的最大加速度：gamax= g=0.5 10=5m/s2當 F=0.6N的恒力單獨對長木板產(chǎn)生的加速度：a木 = =3m/s2 amax所以力 F 作用時， M 和 m 一起勻加速運動，所以根據(jù)牛頓第二定律有開始時木板和滑塊的共同加速度為：a= = a板和滑塊的共同加速度為：a= = a=2m/s 2ma 時，物塊將相對于木板滑動，則有：（ mg Bqv1） =ma解得：ma 時，物塊將相對于木板滑動，則有：（ mg Bqv1） =ma解得：v1=6m/s；則加速時間t= = =3s；（ 2）滑塊在木板對滑塊的摩擦力作用下做加速運動，當速度最大時木板對滑塊0，如圖對滑塊進行受力分析有：滑塊受到向上的洛倫茲力，木板的支持力、重力和木板的滑動摩擦力，根據(jù)分析知：滑動摩擦力f= N=（ mg F）F=qvBf=0，即：F=mg=qv2b所以此時滑塊速度v2=代入數(shù)據(jù)得：v2=10m/s（ 3）對于木板進行受力分析，有F 合 =F f根據(jù)牛頓第二定律有木板的加速度：a=因為F 為恒力，故當 f=0 時， 木板具有最大加速度，其值為： a 木 max= =3m/s2答： （ 1）滑塊勻加速運動的時間t 為 3s；勻加速結(jié)束時的速度v1為 6m/s；（ 2）滑塊最終