2018_2019学年高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到的力练习新人教版.docx

5运动电荷在磁场中受到的力知识点一洛伦兹力的大小和方向1.关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是()A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C.电场力与洛伦兹力一样,方向都沿电场线或磁感线切线方向D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用2.如图L3-5-1所示的各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()图L3-5-13.如图L3-5-2所示,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是()A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里C.沿纸面向上D.沿纸面向下图L3-5-24.初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图L3-5-3所示,则()A.电子将向右偏转,速率不变B.电子将向左偏转,速率改变C.电子将向左偏转,速率不变D.电子将向右偏转,速率改变图L3-5-3知识点二对磁场和洛伦兹力的理解5.下列关于运动电荷和磁场的说法中正确的是()A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,该点的磁感应强度必为零B.电荷运动的方向、磁感应强度的方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两垂直C.电子在磁场中仅受洛伦兹力作用而偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力6.大量的带电荷量均为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是()A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q,且速度反向但大小不变,与磁场方向不平行,则洛伦兹力的大小和方向均不变C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用D.带电粒子受到的洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度就越小7.2018西安中学期中在北半球,地磁场的磁感应强度的竖直分量方向向下(以“”表示).如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向,那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将()A.不偏转B.向东偏转图L3-5-4C.向西偏转D.无法判断是否偏转8.(多选)如图L3-5-5所示,一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上,整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中.现给滑环施加一个水平向右的瞬间速度,使其由静止开始运动,则滑环在杆上的运动情况可能是()A.始终做匀速运动B.开始做减速运动,最后静止于杆上C.先做加速运动,最后做匀速运动D.先做减速运动,最后做匀速运动图L3-5-59.(多选)如图L3-5-6所示,匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速直线运动,c向左做匀速直线运动,比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系,正确的是()A.Ga最大B.Gb最大C.Gc最大D.Gb最小图L3-5-610.有一个带正电荷的离子沿垂直于电场的方向射入带电平行板的匀强电场,离子飞出电场后的动能为Ek.当在带电平行板间再加上一个垂直纸面向里的如图L3-5-7所示的匀强磁场后,离子飞出电场后的动能为Ek,磁场力做功为W,则下列判断正确的是()A.EkEk,W=0C.Ek=Ek,W=0D.EkEk,W0图L3-5-711.(多选)如图L3-5-8所示,a为带正电的小物块,b为不带电的绝缘物块,a、b叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F拉b物块,使a、b一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段()A.a、b一起运动的加速度减小B.a、b一起运动的加速度增大C.a、b物块间的摩擦力减小D.a、b物块间的摩擦力增大图L3-5-812.(多选)2018临川第二中学期中电子以垂直于匀强磁场的速度v从a点进入长为d、宽为L的有界匀强磁场区域,偏转后从b点离开磁场,如图L3-5-9所示.若磁场的磁感应强度为B,那么()A.电子在磁场中的运动时间t=B.电子在磁场中的运动时间t=C.洛伦兹力对电子做的功是W=Bev2tD.电子在b点的速度大小也为v图L3-5-913.质量为0.1g的小物块带有510-4C的电荷量,放在倾角为30的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于0.5T的匀强磁场中,磁场方向如图L3-5-10所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,物块开始离开斜面.设斜面足够长,g取10m/s2,问:(1)物块带何种电荷?(2)物块离开斜面时的速度为多少?(3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少?图L3-5-1014.质量为m、带电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,如图L3-5-11所示,微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动.(重力加速度为g)(1)求电场强度的大小,并判断该微粒带何种电荷.(2)求磁感应强度的大小.图L3-5-111.D解析静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错误;尽管电场力对电荷可以做功,但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力做功为零,B错误;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错误;由洛伦兹力定义知,D正确.2.B解析根据左手定则,A中F方向应向上,B中F方向向下,A错误,B正确.C、D中都是vB,F=0,C、D错误.3.B解析由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,选项B正确.4.A解析由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里,根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右,由于洛伦兹力不做功,故电子动能不变,速率不变.5.D解析运动电荷处于磁感应强度为零处,所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场的方向在一条直线上时(同向或反向),其也不受洛伦兹力的作用;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场的方向和电荷的运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直于磁场方向,也垂直于电荷的运动方向,但磁场的方向和电荷的运动方向不一定垂直;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力不做功;运动的电荷才会受洛伦兹力的作用,这里的运动是指电荷与磁场的相对运动.综上可知,选项D正确.6.B解析带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关,还与其速度的方向有关,当速度方向与磁场方向在一条直线上时,不受磁场力作用,所以A、C、D错误;根据左手定则可判断,B正确.7.B解析由左手定则,洛伦兹力方向向东,电子束向东偏转,选项B正确.8.ABD解析带电滑环向右运动所受洛伦兹力方向向上,其大小与滑环初速度大小有关.由于滑环初速度的大小未具体给定,因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系:(1)当洛伦兹力等于重力时,滑环做匀速运动;(2)当洛伦兹力小于重力时,滑环将做减速运动,最后静止在杆上;(3)当洛伦兹力开始时大于重力,滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小,滑环与杆之间的弹力将逐渐减小,因而滑环所受的摩擦力减小,当弹力为零时,摩擦力为零,滑环做匀速运动.9.CD解析据F合=0可知a带负电,显然b、c也带负电,由左手定则可知,b所受洛伦兹力方向竖直向下,c所受洛伦兹力方向竖直向上,则有GbGaGc,C、D正确.10.B解析磁场力即洛伦兹力,不做功,故W=0,D错误;分析可知,有磁场时,带正电的离子受到洛伦兹力的作用,使其所受的电场力做功减少,A、C错误,B正确.11.AC解析以a、b整体为研究对象进行受力分析,有水平恒力F、重力、洛伦兹力、地面的弹力、地面的摩擦力,随着速度增大,洛伦兹力变大,地面的弹力变大,摩擦力变大,由牛顿第二定律可知a、b一起运动的加速度减小;再以a为研究对象,b对a的摩擦力即为a受到的合外力,由牛顿第二定律可知,a、b间的摩擦力减小.综上可知选项A、C正确.12.BD解析因洛伦兹力不做功,故电子速率不变,运动时间t=,选项B、D正确.13.(1)负电荷(2)3.46m/s(3)1.2m 解析(1)由左手定则可知物块带负电荷.(2)当物块离开斜面时,物块对斜面压力为0,受力如图所示,则qvB-mgcos30