新高考2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)專題61磁吃運動電荷的作用

專題61磁場對運動電荷的作用1．(多選)下列關(guān)于洛倫茲力的說法中，正確的是()A．洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷的速度方向和磁場方向共同確定的平面，所以洛倫茲力只變更速度的方向，不變更速度的大小，即洛倫茲力永不做功B．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同C．用左手定則推斷電荷在磁場中運動所受的洛倫茲力時，要留意負(fù)電荷與正電荷所受力的方向相反D．洛倫茲力方向肯定與電荷速度方向垂直，磁場方向肯定與電荷運動方向垂直2．如圖所示，豎直放置的光滑絕緣斜面處于方向垂直豎直平面(紙面)向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，一帶電荷量為q(q>0)的滑塊自a點由靜止沿斜面滑下，下降高度為h時到達(dá)b點，滑塊恰好對斜面無壓力．關(guān)于滑塊自a點運動到b點的過程，下列說法正確的是(重力加速度為g)()A．滑塊在a點受重力、支持力和洛倫茲力作用B．滑塊在b點受到的洛倫茲力大小為qBeq\r(2gh)C．洛倫茲力做正功D．滑塊的機(jī)械能增大3．[2024·福建省仙游一中期中]質(zhì)量為m的帶電微粒a，僅在洛倫茲力作用下做半徑為r的勻速圓周運動．現(xiàn)在a經(jīng)過的軌跡上放置不帶電的微粒b，則a與b發(fā)生完全非彈性碰撞融為一個整體．(不計重力和電荷量的損失)則該整體在磁場中圓周運動的半徑將()A．變大B．變小C．不變D．條件不足，無法推斷4．[2024·廣東省惠州市考試]一長直細(xì)金屬導(dǎo)線豎直放置，通以向上的恒定電流，一光滑絕緣管ab水平固定放置，兩端恰好落在一以導(dǎo)線為圓心的圓上，俯視如圖所示．半徑略小于絕緣管半徑的帶正電小球自a端以初速度v0向b端運動過程中，則下列說法正確的是()A．小球在絕緣管中先加速后減速運動B．洛倫茲力對小球先做正功再做負(fù)功C．小球在管中點處受到的洛倫茲力為零D．小球受到洛倫茲力時，洛倫茲力方向始終向下5．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一段靜止的長為L的通電導(dǎo)線，磁場方向垂直于導(dǎo)線．設(shè)單位長度導(dǎo)線中有n個自由電荷，每個自由電荷的電荷量都為q，它們沿導(dǎo)線定向移動的平均速率為v.下列選項正確的是()A．導(dǎo)線中的電流大小為nLqvB．這段導(dǎo)線受到的安培力大小為nLqvBC．沿導(dǎo)線方向電場的電場強(qiáng)度大小為vBD．導(dǎo)線中每個自由電荷受到的平均阻力大小為qvB6．(多選)兩根導(dǎo)線通有大小、方向相同的電流，垂直穿過絕緣水平面，俯視如圖所示．O點是兩導(dǎo)線在絕緣水平面內(nèi)連線的中點，a、b是連線垂直平分線上到O點距離相等的兩點．一可視為質(zhì)點的帶正電滑塊以相同大小的初速度v0分別從a、b向O點運動過程中，下列說法正確的是()A．滑塊在a、b兩點受到的磁場力方向相同B．滑塊在a、b兩點受到的磁場力方向相反C．若水平面光滑，則滑塊從a點動身后肯定做曲線運動D．若水平面粗糙，則滑塊從b點動身后肯定做減速運動7．[2024·湖北黃石市期中]如圖所示，在垂直紙面對里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為m，帶電量為＋q的小球穿在足夠長的水平固定絕緣的直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球與桿間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)對小球施加水平向右的恒力F0，在小球從靜止起先至速度最大的過程中，下列說法中正確的是()A．直桿對小球的彈力方向不變B．直桿對小球的摩擦力始終減小C．小球運動的最大加速度為eq\f(F0,m)D．小球的最大速度為eq\f(F0＋mg,μqB)8．[2024·全國乙卷]如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m，電荷量為q(q＞0)的帶電粒子從圓周上的M點沿直徑MON方向射入磁場．若粒子射入磁場時的速度大小為v1，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)90°；若射入磁場時的速度大小為v2，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)60°.不計重力，則eq\f(v1,v2)為()A．eq\f(1,2)B．eq\f(\r(3),3)C．eq\f(\r(3),2)D．eq\r(3)9．[2024·全國卷Ⅰ]一勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面對外，其邊界如圖中虛線所示，eq\x\to(ab)為半圓，ac、bd與直徑ab共線，ac間的距離等于半圓的半徑．一束質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子，在紙面內(nèi)從c點垂直于ac射入磁場，這些粒子具有各種速率．不計粒子之間的相互作用．在磁場中運動時間最長的粒子，其運動時間為()A．eq\f(7πm,6qB)B．eq\f(5πm,4qB)C．eq\f(4πm,3qB)D．eq\f(3πm,2qB)10．[2024·河北卷]如圖，一對長平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面對外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，極板與可調(diào)電源相連．正極板上O點處的粒子源垂直極板向上放射速度為v0、帶正電的粒子束，單個粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q.一足夠長的擋板OM與正極板成37°傾斜放置，用于汲取打在其上的粒子．C、P是負(fù)極板上的兩點，C點位于O點的正上方，P點處放置一粒子靶(忽視靶的大小)，用于接收從上方打入的粒子，CP長度為L0.忽視柵極的電場邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受重力，sin37°＝eq\f(3,5).(1)若粒子經(jīng)電場一次加速后正好打在P點處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓U0的大?。?2)調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板OM上，求電壓的最小值Umin；(3)若粒子靶在負(fù)極板上的位置P點左右可調(diào)，則負(fù)極板上存在H、S兩點(CH≤CP<CS，H、S兩點未在圖中標(biāo)出)，對于粒子靶在HS區(qū)域內(nèi)的每一點，當(dāng)電壓從零起先連續(xù)緩慢增加時，粒子靶均只能接收到n(n≥2)種能量的粒子，求CH和CS的長度(假定在每個粒子的整個運動過程中電壓恒定).專題61磁場對運動電荷的作用1．AC洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷的速度方向和磁場方向共同確定的平面，所以洛倫茲力只變更速度的方向，不變更速度的大小，故洛倫茲力永不做功，A正確；洛倫茲力的大小不僅和速度大小有關(guān)，還和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、磁場與速度的夾角有關(guān)，B錯誤；左手定則中，四指的方向指向正電荷運動的方向或負(fù)電荷運動的反方向，故負(fù)電荷與正電荷所受力的方向相反，C正確；電荷進(jìn)入磁場時的速度方向可以與磁場方向成隨意度角，故D錯誤．2．B滑塊自a點由靜止沿斜面滑下，在a點不受洛倫茲力作用，A項錯誤；滑塊自a點運動到b點的過程中，洛倫茲力不做功，支持力不做功，滑塊機(jī)械能守恒mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(2gh)，故滑塊在b點受到的洛倫茲力為F＝qBv＝qBeq\r(2gh)，B項正確，C、D項錯誤．3．C碰撞后，由洛倫茲力供應(yīng)向心力qv0B＝meq\f(v0,r)可得r＝eq\f(mv0,qB)又p＝mv0，碰撞過程中動量守恒，p不變；半徑不變，故C正確，A、B、D錯誤．4．C小球受重力、管的彈力和洛倫茲力均與運動方向垂直，各力均不做功，小球在運動方向不受力的作用，小球做勻速直線運動，A、B均錯誤；依據(jù)安培定則，磁感線是以導(dǎo)線上點為圓心沿逆時針方向的同心圓，當(dāng)運動到ab中點，磁感線與速度平行，洛倫茲力為零，依據(jù)左手定則，可知a端到中點的過程中洛倫茲力方向向下，從中點到b端的過程中洛倫茲力方向向上，C正確，D錯誤．5．B導(dǎo)線中的電流大小I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nLq,t)＝eq\f(nvtq,t)＝nvq，A錯誤；每個電荷所受洛倫茲力大小f＝qvB，這段導(dǎo)線受到的安培力大小F＝nLf＝nLqvB，B正確；沿導(dǎo)線方向的電場的電場強(qiáng)度大小為E＝eq\f(U,L)，U為導(dǎo)線兩端的電壓，它的大小不等于vB，只有在速度選擇器中的電場強(qiáng)度大小才是vB，且其方向是垂直導(dǎo)線方向，C錯誤；導(dǎo)線中每個自由電荷受到的平均阻力方向是沿導(dǎo)線方向的，而qvB是洛倫茲力，該力的方向與導(dǎo)線中自由電荷運動方向垂直，二者不相等，D錯誤．6．AD依據(jù)安培定則，知兩導(dǎo)線連線的垂直平分線上，左邊的磁場方向水平向下，而右邊的磁場方向水平向上，依據(jù)左手定則可得，滑塊在a、b兩點受到的磁場力方向相同，均向里，A正確，B錯誤；水平面光滑，滑塊帶正電荷，洛倫茲力垂直平面對里，平面對滑塊的支持力與洛倫茲力和重力的合力平衡，肯定做直線運動，C錯誤；若水平面粗糙，則滑塊從b點動身后，由于摩擦力做負(fù)功，洛倫茲不做功，肯定做減速運動，D正確．7．C豎直方向依據(jù)平衡條件mg＝qvB＋FN，初始時，洛倫茲力為零，彈力方向向上，此時小球加速，必定有F0＞μmg，速度達(dá)到最大時，摩擦力與拉力平衡，此時彈力必定大于重力，此時洛倫茲力必定大于重力，且有F0＝μ(qvB－mg)，此時彈力方向向下，故A錯誤；小球起先運動時有F0－μ(mg－qvB)＝ma，隨v增大，a增大，當(dāng)v＝