XX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)課時(shí)跟蹤檢測(cè)十六運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到力含解析新人教選修2

XX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)課時(shí)追蹤檢測(cè)十六運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中遇到的力含分析新人教版選修XX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)課時(shí)追蹤檢測(cè)十六運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中遇到的力含分析新人教版選修PAGEXX省專(zhuān)用學(xué)年高中物理第三章磁場(chǎng)課時(shí)追蹤檢測(cè)十六運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中遇到的力含分析新人教版選修課時(shí)追蹤檢測(cè)（十六）運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中遇到的力1.如圖，a是豎直平面P上的一點(diǎn)。P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點(diǎn)，P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下，在水平面內(nèi)向右曲折經(jīng)過(guò)a點(diǎn)。在電子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的瞬時(shí)，條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作使勁的方向()A．向上B．向下C．向左D．向右分析：選A條形磁鐵的磁感線方向在a點(diǎn)為垂直P(pán)向外，粒子在條形磁鐵的磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng)，因此依據(jù)左手定章可得電子遇到的洛倫茲力方向向上，A正確。2．如圖，在OX，OY，OZ構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中，電子沿著Y軸的正向運(yùn)動(dòng)，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)在Z軸上A處的方向是()A．－X方向B．－Y方向C．－Z方向D．都不是分析：選A電子(帶負(fù)電)沿Y軸正方向運(yùn)動(dòng)，形成的電流的方向沿Y軸負(fù)方向。依據(jù)安培定章，A處的磁場(chǎng)的方向沿X軸的負(fù)方向，因此選項(xiàng)A正確。3.在長(zhǎng)直通電螺線管中通入變化的電流i(以以下圖電流的方向周期性改變)，并沿著此中心軸線OO′的方向射入一顆速度為v的電子，則此電子在螺線管內(nèi)部空間運(yùn)動(dòng)的狀況是()A．勻速直線運(yùn)動(dòng)B．往歸來(lái)往運(yùn)動(dòng)C．變速直線運(yùn)動(dòng)D．曲線運(yùn)動(dòng)分析：選A通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向與軸線平行，故電子進(jìn)入螺線管后不受洛倫茲力，應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。4．[多項(xiàng)選擇]以以下圖，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)O運(yùn)動(dòng)，則兩次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)()A．小球的動(dòng)能同樣B．絲線所受的拉力同樣C．小球所受的洛倫茲力同樣D．小球的向心加快度同樣分析：選AD帶電小球遇到的洛倫茲力及繩的拉力跟速度方向時(shí)辰垂直，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)能同樣，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，由左手定章可知兩次經(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樣，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；由a＝eq\f(v2,R)可知向心加快度同樣，選項(xiàng)D正確。5．[多項(xiàng)選擇]以以下圖，一只陰極射線管，左邊不停有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下偏，則()A．導(dǎo)線中的電流從A流向BB．導(dǎo)線中的電流從B流向AC．若要使電子束的徑跡向上偏，能夠經(jīng)過(guò)改變AB中的電流方素來(lái)實(shí)現(xiàn)D．電子束的徑跡與AB中的電流方向沒(méi)關(guān)分析：選BC電流的方向與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反，因此陰極射線管內(nèi)電流的方向向左；由題圖可知，電子遇到的洛倫茲力的方向向下，因此陰極射線管處的磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里，由安培定章可知，AB中電流的方向由B到A，故A錯(cuò)誤，B正確；若要使電子束的徑跡向上曲折，則陰極射線管處的磁場(chǎng)的方向需向外，能夠改變AB中的電流方素來(lái)實(shí)現(xiàn)，故C正確；由以上的分析可知，電子束的徑跡與AB中的電流方向相關(guān)，故D錯(cuò)誤。6．[多項(xiàng)選擇]如圖，速度為v0、電荷量為q的正離子(不計(jì)重力)恰能沿直線飛出速度選擇器，則()A．若改為電荷量為2q的正離子(其余條件不變)，離子仍沿直線飛出B．若速度變成2v0(其余條件不變)，離子將往上偏C．若改為電荷量為－q的離子(其余條件不變)，離子將往下偏D．若改為電荷量為－q的離子，則必然從右邊飛入速度選擇器，才能沿直線飛出分析：選AB正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，依據(jù)左手定章判斷可知，離子受的洛倫茲力方向向上，電場(chǎng)力方向向下，此時(shí)洛倫茲力與電場(chǎng)力二力均衡，應(yīng)當(dāng)有qv0B＝qE，即v0B＝E，該等式與離子的電荷量沒(méi)關(guān)，若只改變電荷量，離子仍沿直線運(yùn)動(dòng)，若改為電荷量為－q的離子，遇到向上的電場(chǎng)力，向下的洛倫茲力，仍知足二力均衡，故從左邊到右邊還能夠沿直線飛出，A正確，C、D錯(cuò)誤；若速度變成2v0，洛倫茲力增大為本來(lái)的2倍，而離子受的洛倫茲力方向向上，電場(chǎng)力不變，因此離子將向上偏轉(zhuǎn)，故B正確。7.截面為矩形的載流金屬導(dǎo)線置于磁場(chǎng)中，以以下圖，將出現(xiàn)以下哪一種狀況()A．在b表面齊集正電荷，而a表面齊集負(fù)電荷B．在a表面齊集正電荷，而b表面齊集負(fù)電荷C．開(kāi)始通電時(shí)，電子做定向挪動(dòng)并向b偏轉(zhuǎn)D．兩個(gè)表面電勢(shì)不同樣，a表面電勢(shì)較高分析：選A金屬導(dǎo)體靠電子導(dǎo)電，金屬正離子并無(wú)挪動(dòng)，而電流由金屬導(dǎo)體中的自由電子的定向挪動(dòng)(向左挪動(dòng))形成。應(yīng)用左手定章，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)質(zhì)上自由電子在向左挪動(dòng)的同時(shí)，遇到指向a表面的作使勁，并在a表面進(jìn)行齊集，因?yàn)檎麄€(gè)導(dǎo)體是呈電中性的(正、負(fù)電荷總量相等)，因此在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)。8．[多項(xiàng)選擇]某空間存在著如圖甲所示的足夠大的沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中A、B兩個(gè)物塊疊放在一同，置于圓滑水平面上，物塊A帶正電，物塊B不帶電且表面絕緣。在t1＝0時(shí)辰，水平恒力F作用在物塊B上，物塊A、B由靜止開(kāi)始做加快度同樣的運(yùn)動(dòng)。在A、B一同向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．圖乙能夠反應(yīng)A所受洛倫茲力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系B．圖乙能夠反應(yīng)A對(duì)B的摩擦力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系C．圖乙能夠反應(yīng)A對(duì)B的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系D．圖乙能夠反應(yīng)B對(duì)地面壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系分析：選CD由題意知物體由靜止做勻加快運(yùn)動(dòng)，速度v＝at；那么洛倫茲力：F＝qvB＝qBat，洛倫茲力大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖線應(yīng)過(guò)原點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；物塊A對(duì)物塊B的摩擦力大小f＝mAa，因?yàn)閍不變，因此f隨時(shí)間t的變化保持不變，故B錯(cuò)誤；B遇到的壓力：N＝mAg＋qvB＝mAg＋qBat，因此隨時(shí)間在平均增大，故C正確；B對(duì)地面的壓力為：N1＝mAg＋mBg＋qvB＝mAg＋mBg＋qBat，因此隨時(shí)間在平均增大，故D正確。9.[多項(xiàng)選擇]以以下圖，在圖中虛線所圍的地區(qū)內(nèi)，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感覺(jué)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知從左方水平射入的電子，經(jīng)過(guò)該地區(qū)時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，假定電子重力可忽視不計(jì)，則在該地區(qū)中的E和B的方向可能是()A．E豎直向上，B垂直紙面向外B．E豎直向上，B垂直紙面向里C．E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向同樣D．E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反分析：選ACD假如E豎直向上，B垂直紙面向外，電子沿圖中方向射入后，電場(chǎng)力向下，洛倫茲力向上，二力可能均衡，電子可能沿直線經(jīng)過(guò)E、B共存地區(qū)，故A對(duì)；同理B不對(duì)；假如E、B沿水平方向且與電子運(yùn)動(dòng)方向同樣，電子不受洛倫茲力作用，但電子遇到與E反方向的電場(chǎng)力作用，電子做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，也不偏轉(zhuǎn)，故C對(duì)；假如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(chǎng)力與E反向，即與速度同方向，故電子做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，也不偏轉(zhuǎn)，故D對(duì)。10．[多項(xiàng)選擇]以以下圖為磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖：將一束等離子體垂直于磁場(chǎng)方向噴入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就匯齊集電荷，兩板間就會(huì)產(chǎn)生電壓，假如射入的等離子體速度均為v，兩金屬板間距離為d，板平面的面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度為B，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為R，等離子體充滿兩板間的空間。當(dāng)發(fā)電機(jī)堅(jiān)固發(fā)電時(shí)，電流表示數(shù)為I，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．上極板A帶負(fù)電B．兩極板間的電動(dòng)勢(shì)為IRC．板間等離子體的內(nèi)阻為eq\f(Bdv,I)－RD．板間等離子體的電阻率為eq\f(S,d)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Bdv,I)－R))分析：選ACD大批帶正電和帶負(fù)電的微粒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，由左手定章能夠判斷正電荷遇到的洛倫茲力向下，因此正電荷匯齊集到B板上，負(fù)電荷遇到的洛倫茲力向上，負(fù)電荷齊集到A板上，故B板相當(dāng)于電源的正極，A板相當(dāng)于電源的負(fù)極，故A正確；由閉合電路的歐姆定律可知，兩極板間的電動(dòng)勢(shì)為I(R＋r內(nèi))，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；依據(jù)qvB＝qeq\f(E,d)得，E＝Bdv，依據(jù)歐姆定律得，r＝eq\f(E,I)－R＝eq\f(Bdv,I)－R，選項(xiàng)C正確；由電阻定律，R＝ρeq\f(L,S)，則電阻率ρ＝eq\f(S,d)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Bdv,I)－R))，故D正確。11．以以下圖，斜面上表面圓滑絕緣，傾角為θ，斜面上方有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度為B，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球在斜面上被無(wú)初速度開(kāi)釋?zhuān)俣ㄐ泵孀銐蜷L(zhǎng)，則小球從釋松開(kāi)始，下滑多遠(yuǎn)后走開(kāi)斜面。分析：小球沿斜面下滑，在走開(kāi)斜眼前，遇到洛倫茲力F垂直斜面向上，其受力分析如圖：沿斜面方向：mgsinθ＝ma垂直斜面方向：F＋FN－mgcosθ＝0此中洛倫茲力為：F＝Bqv設(shè)下滑x遠(yuǎn)走開(kāi)斜面，此時(shí)斜面對(duì)小球的支持力FN＝0，那么下滑的距離為：v2＝2ax聯(lián)立以上解得：x＝eq\f(m2gcos2θ,2q2B2sinθ)。答案：eq\f(m2gcos2θ,2q2B2sinθ)12．以以下圖的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線經(jīng)過(guò)速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場(chǎng)垂直的方向，立刻進(jìn)入場(chǎng)興盛小為E的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在照相底片D上。已知同位素離子的電荷量為q(q>0)，速度選擇器內(nèi)部存在著互相垂直的場(chǎng)興盛小為E0的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感覺(jué)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L(zhǎng)，忽視重力的影響。(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大??；(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿速度v0方向遨游的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B