新教材2023年秋高中物理課時(shí)分層作業(yè)2磁吃運(yùn)動(dòng)電荷的作用力新人教版選擇性必修第二冊(cè)

課時(shí)分層作業(yè)(二)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力題組一洛倫茲力的方向1．如圖所示，陰極射線管(A為其陰極)放在蹄形磁鐵的N、S兩極間，當(dāng)陰極射線管與高壓直流電源相連接時(shí)，從A射出電子束，在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以下說(shuō)法正確的是()A．A接直流高壓電源的正極，電子束向上偏轉(zhuǎn)B．A接直流高壓電源的正極，電子束向下偏轉(zhuǎn)C．A接直流高壓電源的負(fù)極，電子束向上偏轉(zhuǎn)D．A接直流高壓電源的負(fù)極，電子束向下偏轉(zhuǎn)2．地磁場(chǎng)如圖所示，有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(lái)，在地磁場(chǎng)的作用下，它將()A．向南偏轉(zhuǎn)B．向北偏轉(zhuǎn)C．向東偏轉(zhuǎn)D．向西偏轉(zhuǎn)題組二洛倫茲力的大小3．帶電油滴以水平向右的速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若帶電油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則下述說(shuō)法正確的是()A．油滴必帶正電荷，電荷量為mgB．油滴必帶正電荷，比荷為qC．油滴必帶負(fù)電荷，電荷量為mgD．油滴帶什么電性都可以，只要滿足q＝mg4．(2022·廣東鹽田高中高二期中)如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)下掛有一單匝正方形線框，線框邊長(zhǎng)為l、質(zhì)量M，線框上邊水平且處于垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框通有如圖方向的電流，且線框處于靜止?fàn)顟B(tài)，若此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小為F，已知該線框單位長(zhǎng)度自由電子個(gè)數(shù)為n，重力加速度為g，則電子定向移動(dòng)對(duì)應(yīng)的洛倫茲力大小為()A．F－Mg B．Mg－FC．F-Mg4nl D．5．(多選)如圖所示，在整個(gè)空間中存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電物塊沿絕緣水平天花板向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則該物塊()A．帶正電B．帶負(fù)電C．受到三個(gè)力作用D．受到五個(gè)力作用6．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m＝0.1g、所帶電荷量q＝5×10-4C的小滑塊，放置在傾角α＝30°的光滑斜面(絕緣且足夠長(zhǎng))上，斜面置于B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。小滑塊由靜止開始沿斜面下滑，它滑至某一位置時(shí)會(huì)離開斜面。問(wèn)：(g取10m/s2)(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開斜面時(shí)的瞬時(shí)速度為多大？(3)該斜面的長(zhǎng)度至少要多長(zhǎng)？題組三磁場(chǎng)與科技7．(2022·江蘇百校聯(lián)考)筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏翻開時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作，當(dāng)顯示屏合上時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示，這是一塊長(zhǎng)為a、寬為b、高為c的半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，單位體積中的自由電子數(shù)為n，元件中通入方向向右的恒定電流，大小為I。當(dāng)顯示屏合上時(shí)，元件處于垂直于上表面且方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，元件的前、后表面間產(chǎn)生電壓U，以此來(lái)控制屏幕的熄滅。則元件的()A．前表面的電勢(shì)低于后表面的電勢(shì)B．前、后表面間的電壓U與a的大小有關(guān)C．前、后表面間的電壓U與b的大小有關(guān)D．前、后表面間的電壓U與c的大小有關(guān)8．一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖所示表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，而從整體來(lái)說(shuō)呈電中性)沿圖中所示方向噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷。在磁極配置如圖中所示的情況下，下列說(shuō)法正確的是()A．A板帶正電B．有電流從b經(jīng)用電器流向aC．金屬板A、B間的電場(chǎng)方向向下D．等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力小于所受電場(chǎng)力9．(多選)(2022·廣東順德一中高二期中)已知長(zhǎng)為l、橫截面積為S的均勻圓柱形直導(dǎo)線內(nèi)單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電荷量為q，電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速度為v，導(dǎo)線放在磁場(chǎng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中電流方向垂直于磁場(chǎng)方向，如圖所示，則根據(jù)以上已知條件可以求出()A．通過(guò)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為qB．通過(guò)直導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為nSqvC．每一個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為qvBD．導(dǎo)線所受的安培力大小為nqvB10．(2022·重慶萬(wàn)州第二高級(jí)中學(xué)高二階段練習(xí))如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管，在水平拉力F的作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口飛出，則()A．小球帶負(fù)電B．小球離開管口前的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線C．洛倫茲力對(duì)小球做正功D．拉力F應(yīng)逐漸減小11．(2022·遼寧大連二十四中高二期末)科學(xué)家預(yù)言，自然界中存在只有一個(gè)磁極的磁單極子，磁單極子N的磁場(chǎng)分布如圖甲所示，它與如圖乙所示正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)分布相似。假設(shè)磁單極子N和正點(diǎn)電荷Q均固定，有相同的帶電小球分別在N和Q附近(圖示位置)的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是()A．從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)B．從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C．從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)D．從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)12．如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平面上有兩個(gè)并排放置的小滑塊A、B，它們的質(zhì)量分別為mA和mB，兩滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ?；瑝KA、B均帶有負(fù)電荷，電荷量大小分別為qA和qB，不考慮兩滑塊間相互作用的靜電力。在A、B之間有少量炸藥，某時(shí)刻炸藥突然爆炸，爆炸后滑塊A沿水平面以速度大小v0向左勻速運(yùn)動(dòng)，滑塊B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。炸藥爆炸的過(guò)程時(shí)間很短，可忽略不計(jì)。重力加速度為g。(1)判斷滑塊A在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受洛倫茲力的方向；(2)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0；(3)求炸藥爆炸后瞬間滑塊B所受水平面摩擦力的大小。課時(shí)分層作業(yè)(二)123457891011DCCDADDBBCBA1．D[為了使電子束射出后得到電場(chǎng)的加速，則A接直流高壓電源的負(fù)極，根據(jù)左手定則可知，電子束向下偏轉(zhuǎn)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。]2．C[地球赤道位置的磁場(chǎng)由南向北，當(dāng)帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來(lái)時(shí)，根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向?yàn)橄驏|，所以粒子將向東偏轉(zhuǎn)，故C正確。]3．C[由于帶電油滴進(jìn)入磁場(chǎng)中恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且受到的重力向下，洛倫茲力方向必定向上。由左手定則可知油滴一定帶負(fù)電荷，且滿足mg-qv0B=0，所以q=mgv0B，故4．D[線框受到豎直向下的重力、豎直向上的安培力和彈力，則有Mg=F安+F，而線框中的安培力是由nl個(gè)電子受到的洛倫茲力的合力，所以F安=nlF洛，解得F洛=Mg-Fnl，故A、B、C錯(cuò)誤，5．AD[帶電物塊沿絕緣水平天花板向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明電場(chǎng)力與摩擦力等大反向，則電場(chǎng)力一定向右，摩擦力向左，所受的洛倫茲力向上，即物塊帶正電，A正確，B錯(cuò)誤；物塊受重力、向右的電場(chǎng)力、向上的洛倫茲力、向左的摩擦力和天花板向下的彈力共五個(gè)力作用，D正確，C錯(cuò)誤。]6．解析：(1)因小滑塊滑到某一位置全離開斜面，即洛倫茲力垂直斜面向上，根據(jù)左手定則判斷，小滑塊帶負(fù)電荷。(2)根據(jù)題意，小滑塊離開斜面的瞬間qvB=mgcosα解得v=mgcosαqB=0.1×10-3(3)根據(jù)牛頓第二定律mgsinα=ma再根據(jù)v2=2ax解得：x=1.2m。答案：(1)負(fù)電荷(2)23m/s(3)1.2m7．D[電流方向向右，電子向左定向移動(dòng)，根據(jù)左手定則可知，電子所受的洛倫茲力方向向里，則后表面積累了電子，前表面的電勢(shì)比后表面的電勢(shì)高，A錯(cuò)誤；穩(wěn)定后，電子處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可得eUb=evB，根據(jù)電流的微觀表達(dá)式可知I=neSv=nebcv，解得U=BIne×1c，所以前、后表面間的電壓U與c有關(guān)，與a和b無(wú)關(guān)，B、C錯(cuò)誤，8．B[根據(jù)左手定則知，正電荷向下偏，負(fù)電荷向上偏，則A板帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；因?yàn)锽板帶正電，A板帶負(fù)電，所以電流的流向?yàn)閎經(jīng)用電器流向a，故B正確；因?yàn)锽板帶正電，A板帶負(fù)電，所以金屬板間的電場(chǎng)方向向上，故C錯(cuò)誤；等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場(chǎng)力，故D錯(cuò)誤。]9．BC[通過(guò)直導(dǎo)線的電流強(qiáng)度I=Qt=Svtnqt=nqSv，故B正確，A錯(cuò)誤；導(dǎo)線中電流方向垂直于磁場(chǎng)方向，每一個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小為F洛=qvB，故C正確；導(dǎo)線所受的安培力大小為F安=BIl=BlnqSv，故10．B[小球受到洛倫茲力從管口飛出，洛倫茲力的方向指向管口，根據(jù)左手定則，小球帶正電，故A錯(cuò)誤；設(shè)管運(yùn)動(dòng)的速度為v，小球與管一起向右做勻速運(yùn)動(dòng)，小球沿管方向所受洛倫茲力大小為F=qvB，q、v、B大小均不變，則洛倫茲力F不變，小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，在離開管口前的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線，故B正確；洛倫茲力與速度方向垂直，不做功，故C錯(cuò)誤；設(shè)小球沿管方向的分速度大小為v1，則所受垂直管向左的洛倫茲力為F2=qv1B，由題意可知，隨著v1增大，F(xiàn)2增大，可知拉力F應(yīng)該增大，故D錯(cuò)誤。]11．A[由于點(diǎn)電荷Q帶正電，由題圖乙可知小球一定帶負(fù)電。題圖甲中要使小球能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則洛倫茲力與重力的合力充當(dāng)向心力，所以洛倫茲力的方向垂直磁感線向上，根據(jù)左手定則可得帶負(fù)電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)(從上往下看)，A正確，B錯(cuò)誤；Q帶正電，帶負(fù)電小球在題圖乙所示位置各點(diǎn)受到的電場(chǎng)力指向Q，電場(chǎng)力與重力的合力充當(dāng)向心力，與小球轉(zhuǎn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，故C、D錯(cuò)誤。]12．解析：(1)滑塊A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則說(shuō)明A不受水平面摩擦力作用，水平面支