2019_2020版高中物理第三章5运动电荷在磁场中受到的力课时作业新人教版.docx

5运动电荷在磁场中受到的力1.(多选)关于安培力和洛伦兹力,下面说法中正确的是(BD)A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力B.洛伦兹力和安培力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力C.安培力就是洛伦兹力,二者是等价的D.安培力对通电导线能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功解析:磁场对电流的作用力称为安培力,安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力,安培力是洛伦兹力的宏观表现,而洛伦兹力是安培力的微观体现,选项B正确,A,C错误;安培力能使通电导体在安培力方向发生位移,能做功,洛伦兹力始终与粒子速度方向垂直,故不做功,选项D正确.2.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所示,则(A)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,速率改变解析:由安培定则可知直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里,根据左手定则可知电子所受洛伦兹力方向向右,由于洛伦兹力不做功,电子速率不变,选项A正确.3.在长直通电螺线管中通入电流i(如图所示电流的方向周期性改变),并沿着其中心轴线OO的方向射入一速度为v的电子,则此电子在螺线管内部空间运动的情况是(A)A.匀速直线运动 B.来回往复运动C.变速直线运动 D.曲线运动解析:虽然电流i的方向周期性改变,但螺线管内部的磁场方向与轴线平行,故电子进入螺线管后不受洛伦兹力而做匀速直线运动,选项A正确.4.(2019宁夏石嘴山三中高二期末)在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带正电小球,管道半径略大于小球半径,整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直,现给带电小球一个水平速度v0,且v0,则在整个运动过程中,带电小球克服摩擦力所做的功为(C)A.0 B.m()2C.m D.m+()2解析:由于v0,则qv0Bmg,小球受到摩擦力做减速运动到静止,只有摩擦力做功.根据动能定理得-W=0-m即W=m,故C正确.5.截面为矩形的载流金属导体置于磁场中,如图所示,关于导体中出现的现象,下列说法正确的是(A)A.在b表面聚集正电荷,而a表面聚集电子B.在a表面聚集正电荷,而b表面聚集电子C.开始通电时,电子做定向移动并向b偏转D.两个表面电势不同,a表面电势较高解析:金属导体靠电子导电,金属正离子并没有移动,而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成.根据左手定则可知,电子受洛伦兹力方向指向a表面一侧,在a表面进行聚集,所以在b表面聚集正电荷,使b表面电势高于a表面电势,选项A正确.6.(2019四川攀枝花期末)如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M,N两小孔中,O为M,N连线的中点,连线上a,b两点关于O点对称.导线中均通有大小相等、方向向下的电流.已知长直导线在周围产生磁场的磁感应强度B=,式中K是常数、I是导线中的电流、r为到导线的距离.一带正电小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点,关于该过程中小球对水平面的压力,下列说法中正确的是(D)A.先增大后减小 B.先减小后增大C.一直在增大 D.一直在减小解析:根据安培定则和磁场的叠加规律可知,从a点出发沿连线运动到O点,磁场方向垂直于MN向外且减弱,过O点后又反向增强,根据左手定则可知,带正电的小球受到的洛伦兹力方向先向下,大小在减小,过O点后洛伦兹力的方向向上,大小在增大.而小球在速度方向上不受力的作用,则做匀速直线运动,即小球对桌面的压力一直在减小,故A,B,C错误,D正确.7.(2019贵州思南中学高二期末)(多选)如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆MN,小球P套在杆上,已知P的质量为m,电荷量为+q,电场强度为E,磁感应强度为B,P与杆间的动摩擦因数为,重力加速度为g.小球由静止开始下滑直到稳定的过程中(BCD)A.小球的加速度先减小后增大B.下滑加速度最大时速度v=C.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是D.小球最终速度解析:开始时小球受静电力、重力、支持力及摩擦力,静电力水平向左,摩擦力竖直向上,小球的加速度为a=;下滑后,小球速度增大,受到水平向右的洛伦兹力,则杆对小球的支持力减小,摩擦力减小,合力增大,加速度增大;当洛伦兹力等于静电力时,支持力为零,摩擦力为零,此时加速度为g达到最大,此时qvB=qE,即v=;此后小球继续加速,洛伦兹力将大于静电力,杆对小球的支持力变为水平向左,随着速度增大,洛伦兹力增大,则杆对小球的支持力将增大,摩擦力随之增大,小球的合力减小,加速度减小,所以小球的加速度先增大后减小,当加速度减小为零,即a=0时,速度达到最大,则有mg=(qvmB-qE),最大速度为vm=,故A错误,B,D正确;下滑加速度为最大加速度一半有两种情况:在洛伦兹力小于静电力时,有mg-(qE-qv1B)=m,解得v1=;在洛伦兹力大于静电力时,有mg-(qv2B-qE)=mg,解得v2=,故C正确.8.(2019重庆期末)(多选)如图所示,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道,圆心O与轨道左、右最高点a,c在同一水平线上,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直.一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点a滑下,则下列说法中正确的是(AD)A.滑块经过最低点b时的速度与磁场不存在时相等B.滑块从a点到最低点b所用的时间比磁场不存在时短C.滑块经过最低点b时对轨道压力与磁场不存在时相等D.滑块能滑到右侧最高点c解析:滑块下滑时受到重力、洛伦兹力、轨道的支持力,洛伦兹力与轨道支持力不做功,只有重力做功,由动能定理可知,滑块到达最低点时的速度与磁场不存在时的速度相等,故A正确;由于滑块做圆周运动,滑块受到的洛伦兹力与滑块运动的方向垂直,洛伦兹力不对滑块做功,滑块的加速度与没有磁场时相比,在各点都是相等的,所以滑块从a点到最低点b所用的时间与磁场不存在时相等,故B错误;滑块做圆周运动,由牛顿第二定律得F-mg-qvB=m,则F=mg+qvB+m,滑块对轨道的压力为F=F=mg+qvB+m,由此可知,滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大,故C错误;滑块在下滑过程中,只有重力做功,滑块的机械能守恒,所以滑块能到达右侧的最高点c,故D正确.9.(2019四川射洪县期末)如图所示,质量为M的绝缘足够长的木板Q放置在光滑的水平面上.质量为m的物块P叠放在Q的左端,PQ所在空间存在着如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小为B.P带正电,电荷量为q,Q不带电,P,Q之间的动摩擦因数为.一水平恒力F作用在Q上,使P,Q由静止开始向左运动.在运动的过程中,下列说法正确的是(D)A.P和Q一起运动时,PQ间的摩擦力逐渐减小B.P刚好脱离Q时,P的速度大小为2C.P脱离Q后,Q做匀速直线运动D.P,Q刚好发生相对滑动时P的速度大小为 -解析:P,Q发生相对滑动前,对整体水平方向有F=(M+m)a,则做匀加速直线运动,对P有Ff=ma,即PQ间摩擦力不变,故A错误;当物块P受到的洛伦兹力的大小与重力相等时,有mg=qvB,即速度达到v=时,P刚好脱离Q,故B错误;P脱离Q后,Q在水平恒力作用下做匀加速直线运动,故C错误;P,Q刚好发生相对滑动时,设P的速度为v,则有(mg-qvB)=ma;而a=,解得v=-,故D正确.(教师备用)如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,与水平面夹角为37,固定在竖直平面内,垂直纸面向里的匀强磁场B充满杆所在的空间,杆与B垂直,质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时,对杆有垂直杆向下的压力作用,压力大小为0.4mg,已知小环的带电荷量为q,sin 37=0.6,cos 37=0.8.问:(1)小环带什么电?(2)小环滑到P处时的速度多大?解析:(1)小环