20192020學(xué)年高中物理第三章磁場5運動電荷在磁場中受到力練習(xí)含解析新人教選修31

20192020學(xué)年高中物理第三章磁場5運動電荷在磁場中遇到的力練習(xí)含分析新人教版選修3120192020學(xué)年高中物理第三章磁場5運動電荷在磁場中遇到的力練習(xí)含分析新人教版選修3120192020學(xué)年高中物理第三章磁場5運動電荷在磁場中遇到的力練習(xí)含分析新人教版選修315運動電荷在磁場中遇到的力課后篇堅固提高基礎(chǔ)堅固1.在赤道平面上無風(fēng)的時候,雨滴是豎直著落的。若雨滴帶負電,則它的著落方向?qū)A向()A.東方B.西方C.南方D.北方分析在赤道平面上地磁場方向水平由南向北,帶負電的雨滴豎直向下運動,由左手定章可知,雨滴受向西的洛倫茲力作用,故B項正確。答案B2.一束混淆粒子流從一發(fā)射源射出后,進入以以下圖的磁場,分別為1、2、3三束粒子流,則以下選項不正確的選項是()A.1帶正電B.1帶負電C.2不帶電D.3帶負電分析依據(jù)左手定章,帶正電的粒子向左偏,即粒子1;不偏轉(zhuǎn)說明不帶電,即粒子2;帶負電的粒子向右偏,說明是粒子3,應(yīng)選B。答案B3.(多項選擇)一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),則()A.此空間必然不存在磁場B.此空間可能有磁場,方向與電子速度方向平行C.此空間可能有磁場,方向與電子速度方向垂直D.此空間可能有正交的磁場和電場,它們的方向均與電子速度方向垂直分析由洛倫茲力公式可知:當(dāng)v的方向與磁感覺強度B的方向平行時,運動電荷不受洛倫茲力作用,所以電子未發(fā)生偏轉(zhuǎn),不可以夠說明此空間必然不存在磁場,只好說明此空間可能有磁場,磁場方向與電子速度方向平行,則選項B正確,選項A、C錯誤。此空間也可能有正交的磁場和電場,它們的方向均與電子速度方向垂直,致使電子所受協(xié)力為零,則選項D正確。答案BD4.(多項選擇)電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動,下邊說法正確的選項是()A.只需速度大小同樣,所受洛倫茲力就同樣B.假如把+q改為-q,且速度反向、大小不變,則洛倫茲力的大小不變C.洛倫茲力方向必然與電荷運動方向垂直,磁場方向必然與電荷運動方向垂直D.粒子只遇到洛倫茲力的作用,不可以能做勻速直線運動答案BD5.以以下圖,一束電子流沿管的軸線進入螺線管,忽視重力,電子在管內(nèi)的運動應(yīng)當(dāng)是()A.當(dāng)從a端通入電流時,電子做勻加快直線運動B.當(dāng)從b端通入電流時,電子做勻加快直線運動C.不論從哪端通入電流,電子都做勻速直線運動D.不論從哪端通入電流,電子都做勻速圓周運動分析電子的速度v∥B,F洛=0,電子做勻速直線運動。答案C6.(多項選擇)速度選擇器以以下圖,電場強度為E的勻強電場與磁感覺強度為B的勻強磁場相互垂直。一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子(不計重力)以速度v水平向右射入,粒子恰巧沿直線穿過,則以下說法正確的選項是()A.若帶電粒子帶的電荷量為+2q,粒子將向下偏轉(zhuǎn)B.若帶電粒子帶的電荷量為-2q,粒子還能夠沿直線穿過C.若帶電粒子速度為2v,粒子不與極板相碰,則從右邊射出時電勢能必然增添D.若帶電粒子從右邊水平射入,粒子還能夠沿直線穿過分析粒子恰巧沿直線穿過,電場力和洛倫茲力均垂直于速度,故協(xié)力為零,粒子做勻速直線運動;依據(jù)均衡條件,有qvB=qE,解得v=,只需粒子速度為,就能沿直線勻速經(jīng)過選擇器;若帶電粒子帶的電荷量為+2q,速度不變,仍舊沿直線勻速經(jīng)過選擇器,故A錯誤;若帶電粒子帶的電荷量為-2q,只需粒子速度為,電場力與洛倫茲力仍舊均衡,仍舊沿直線勻速經(jīng)過選擇器,故B正確;若帶電粒子速度為2v,電場力不變,洛倫茲力變成2倍,故會偏轉(zhuǎn),戰(zhàn)勝電場力做功,電勢能增添,故C正確;若帶電粒子從右邊水平射入,電場力方向不變,洛倫茲力方向反向,故粒子必然偏轉(zhuǎn),故D錯誤。答案BC7.對于帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的運動,以下說法正確的選項是()A.帶電粒子沿電場線方向射入,靜電力對帶電粒子做正功,粒子動能必然增添B.帶電粒子垂直于電場線方向射入,靜電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,粒子動能必然增添D.不論帶電粒子如何射入磁場,洛倫茲力對帶電粒子都不做功,粒子動能不變分析帶電粒子在電場中遇到的靜電力F=qE,只與電場相關(guān),與粒子的運動狀態(tài)沒關(guān),做功的正負由θ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建立,A錯誤;垂直射入勻強電場的帶電粒子,不論帶電性質(zhì)如何,靜電力都會做正功,動能必然增添,B錯誤;帶電粒子在磁場中的受力——洛倫茲力F洛=qvBsinθ,其大小除與運動狀態(tài)相關(guān),還與θ角(磁場方向與速度方向之間的夾角)相關(guān),帶電粒子沿磁感線方向射入,不受洛倫茲力作用,粒子做勻速直線運動,粒子動能不變,C錯誤;因為洛倫茲力方向向來與速度方向垂直,故洛倫茲力對帶電粒子向來不做功,粒子動能不變,選項D正確。答案D8.以以下圖,在豎直絕緣的水平臺上,一個帶正電的小球以水平速度v0拋出,落在地面上的A點,若加一垂直紙面向里的勻強磁場,小球還能夠落到地面上,則小球的落點()A.仍在A點B.在A點左邊C.在A點右邊D.沒法確立分析小球在運動中任一地點的受力以以下圖,小球此時遇到了斜向上的洛倫茲力的作用,小球在豎直方向的加快度ay=<g,故小球在空中做曲線運動的時間將增添,同時水平方向上加快,故落點應(yīng)在A點的右邊,選項C正確。答案C能力提高1.以以下圖,帶負電荷的擺球在一勻強磁場中搖動。勻強磁場的方向垂直紙面向里。擺球在A、B間搖動過程中,由A擺到最低點C時,擺線拉力大小為F1,擺球加快度大小為a1;由B擺到最低點C時,擺線拉力大小為F2,擺球加快度大小為a2,則()A.F1>F2,a1=a2B.F1<F2,a1=a2C.F1>F2,a1>a2D.F1<F2,a1<a2分析因為洛倫茲力不做功,所以擺球從B抵達C點的速度和從A抵達C點的速度大小相等。由a=可得a1=a2。當(dāng)由A運動到C時,以擺球為研究對象,對擺球進行受力分析如圖甲所示,F1+qvB-mg=ma1。當(dāng)由B運動到C時,對擺球受力分析如圖乙所示,F2-qvB-mg=ma2。由以上兩式可得:F2>F1,故B正確。答案B2.(多項選擇)在圖中虛線所示的地區(qū)存在勻強電場和勻強磁場。取坐標(biāo)如圖,一帶電粒子沿x軸正方向進入此地區(qū),在穿過此地區(qū)的過程中運動方向向來不發(fā)生偏轉(zhuǎn),不計重力的影響,電場強度E和磁感覺強度B的方向可能是()A.E和B都沿x軸方向B.E沿y軸正向,B沿z軸正向C.E沿z軸正向,B沿y軸正向D.E、B都沿z軸方向分析此題沒有說明帶電粒子的帶電性質(zhì),為便于分析,假設(shè)粒子帶正電。A選項中,磁場對粒子作使勁為零,電場力與粒子運動方向在同向來線上,運動方向不會發(fā)生偏轉(zhuǎn),故A正確;B選項中,電場力方向向上,洛倫茲力方向向下,當(dāng)這兩個力均衡時,粒子運動方向能夠向來不變,B正確;C選項中,電場力、洛倫茲力都沿z軸正方向,將做曲線運動,C錯;D選項中,電場力沿z軸方向,洛倫茲力沿y軸方向,兩力不可以能均衡,粒子將做曲線運動,D錯。假如粒子帶負電,仍有上述結(jié)果。答案AB3.如圖甲所示,一個質(zhì)量為m、電荷量為q的圓環(huán),可在水平擱置的足夠長的粗拙細桿上滑動,細桿處于勻強磁場中,不計空氣阻力,現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0,在此后的運動過程中的速度圖象如圖乙所示。則對于圓環(huán)所帶的電性、勻強磁場的磁感覺強度B和圓環(huán)戰(zhàn)勝摩擦力所做的功W,以下正確的選項是(重力加快度為g)()A.圓環(huán)帶負電,B=B.圓環(huán)帶正電,B=C.圓環(huán)帶負電,W=D.圓環(huán)帶正電,W=分析因圓環(huán)最后做勻速直線運動,依據(jù)左手定章可知,圓環(huán)帶正電;由圓環(huán)在豎直方向上均衡得=mg,所以B=,故A錯誤,B正確;由動能定理得,圓環(huán)戰(zhàn)勝摩擦力所做的功W=,所以W=,故C、D錯誤。答案B4.(多項選擇)以以下圖,空間存在向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。已知一離子在電場力和洛倫茲力的作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,抵達B點時速度為零。C點是運動的最低點。忽視重力,以下說法正確的選項是()A.這離子必帶正電荷B.A點和B點位于同一高度C.離子在C點時速度最大D.離子抵達B點后,將沿原曲線返回A點分析①依據(jù)離子運動的軌跡ACB曲線分析出——離子遇到向下的電場力和向右的洛倫茲力。②因為離子所受電場力的方向與圖示已知的電場強度的方向同樣(都豎直向下),能夠判斷此離子必帶正電荷。再依據(jù)左手定章判斷,此離子若遇到向右的洛倫茲力,則其必然帶正電荷。從這雙方面分析得出的一致結(jié)論——離子帶正電荷,由此可知:選項A是正確的。③因為洛倫茲力只好改變離子運動的方向而不做功,所以只有電場力對此離子做功了,離子由A到C的過程中,電場力對此正離子做正功;由C到B的過程中,電場力對此正離子做負功,只有當(dāng)正功和負功相等時,此離子的速度才能為零(即與初始的靜止?fàn)顟B(tài)同樣),由此可知:A點和B點應(yīng)位于同一高度,所以選項B也是正確的。④再對此正離子的運動狀態(tài)進行分析——在電場力作用下,正離子由A到C的過程是加快的;由C到B的過程是減速的,由此可知:此離子在C點時速度最大,所以選項C也是正確的。⑤最后分析離子抵達B點后的受力狀況和運動趨向——離子抵達B點時速度為零,而且遇到向下的電場力作用應(yīng)向下做加快運動。再依據(jù)左手定章可判斷出向下運動的正離子所受的洛倫茲力的方向仍應(yīng)是向右的,于是離子應(yīng)向右下方盤旋,而不可以能向左下方盤旋沿原曲線返回A點,由此可知:選項D是錯誤的。答案ABC5.磁流體發(fā)電機發(fā)電原理表示圖以以下圖,將一束等離子體(高溫下電離的氣體,含有大批帶正電和負電的微粒)射入磁場,磁場中有兩塊金屬板P、Q,這時金屬板上就匯齊集電荷,產(chǎn)生電壓。兩金屬板的板長為L1,板間距離為L2,勻強磁場的磁感覺強度為B且平行于兩金屬板,等離子體充滿兩板間的空間。等離子體的初速度v與磁場方向垂直,當(dāng)發(fā)電機堅固發(fā)電時,P板和Q板間電勢差UPQ為()A.vBL1B.vBL2C.D.分析等離子體進入兩金屬板間,在洛倫茲力作用下帶正電的離子向P板運動、帶負電的離子向Q板運動,平行板間形成一個向下的勻強電場,而且電場強度愈來愈大,當(dāng)離子遇到的洛倫茲力和電場力均衡時,正負離子便做勻速直線運動經(jīng)過金屬板,發(fā)電機便堅固發(fā)電了。則有qE=qvB,又UPQ=EL2,可得UPQ=vBL2,選項B對。答案B6.(多項選擇)以以下圖,某空間存在正交的勻強磁場和勻強電場,電場方向水平向右,磁場方向垂直紙面向里,一帶電微粒從a點進入場區(qū)并恰巧能沿ab直線向上運動,不可以忽視重力,以下說法正確的選項是()A.微粒必然帶負電B.微粒的動能必然減少C.微粒的電勢能必然增添D.微粒的機械能必然增添分析微粒進入場區(qū)后沿直線ab運動,則微粒遇到的協(xié)力或許為零,或許協(xié)力方向在ab直線上(垂直于運動方向的協(xié)力仍為零)。若微粒所受協(xié)力不為零,則必然做變速運動,因為速度的變化會致使洛倫茲力變化,則微粒在垂直于運動方向上的協(xié)力不再為零,微粒就不可以夠沿直線運動,所以微粒所受協(xié)力只好為零而做勻速直線運動;若微粒帶正電,則受力分析如圖甲所示,協(xié)力不可以能為零,故微粒必然帶負電,受力分析如圖乙所示,故A正確,B錯誤;靜電力做正功,微粒電勢能減少,機械能增添,故C錯誤,D正確。答案AD7.以以下圖,質(zhì)量為m=1kg、電荷量為q=5×10-2C的帶正電的小滑塊,從半徑為R=0.4m的圓滑絕緣圓弧軌道上由靜止自A端滑下。整個裝置處在方向相互垂直的勻強電場與勻強磁場中。已知E=100V/m,方向水平向右,B=1T,方向垂直紙面向里,g取10m/s2。求:(1)滑塊抵達C點時的速度。(2)在C點時滑塊所受洛倫茲力。(3)在C點滑塊對軌道的壓力。分析以滑塊為研究對象,自軌道上A點滑到C點的過程中,受重力mg,方向豎直向下;靜電力qE,方向水平向右;