第3章第五节知能优化训练.doc

1(单选)图357中表示磁场B、正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图，其中正确的是(其中B、f、v两两垂直)()图357解析：选D.利用左手定则进行判断2(单选)(2011年梅州高二检测)图358每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将()A向东偏转 B向南偏转C向西偏转 D向北偏转解析：选A.赤道附近的地磁场方向水平向北，一个带正电的射线粒子竖直向下运动时，据左手定则可以确定，它受到水平向东的洛伦兹力，故它向东偏转，A正确3(单选)(2011年福建检测)如图359图359所示，一个带正电的物体，从固定的粗糙斜面顶端沿斜面滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，则物体沿斜面滑到底端时的速度()A变小 B变大C不变 D不能确定解析：选B.加上匀强磁场后，物体向下运动时受到一个垂直斜面向上的洛伦兹力，物体对斜面的压力变小，所受摩擦力变小，克服摩擦力做功减少，由动能定理知，加上磁场后，物体到达斜面底端时的动能变大，速度变大，B正确图35104.(双选)如图3510所示为一“滤速器”装置的示意图，a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经过小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出，不计重力作用可能达到上述目的的办法是()A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外解析：选AD.要使电子沿直线OO射出，则电子必做匀速直线运动，电子受力平衡在该场区，电子受到电场力和洛伦兹力，要使二力平衡，则二力方向为竖直向上和竖直向下，A选项电子所受电场力竖直向上，由左手定则判断洛伦兹力竖直向下，满足受力平衡同理，D选项也满足受力平衡所以A、D选项正确5在图3511所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向图3511解析：甲中因vB，所以fqvB，方向与v垂直斜向上乙中v与B夹角为30，取v与B垂直分量，故fqvBsin30qvB，方向垂直纸面向里丙中由于v与B平行，所以不受洛伦兹力丁中v与B垂直，故fqvB，方向与v垂直斜向上答案：qvB 与v垂直斜面向上qvB 垂直纸面向里0qvB 与v垂直斜面向上(图略)一、单项选择题1如图3512所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动情况应该是()图3512A当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D不管从哪端通入电流，电子都做曲线运动解析：选C.螺线管内的磁场方向是平行于螺线管方向的，电子的运动方向与磁场平行，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动图35132.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3513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，速率改变解析：选A.由安培定则可知，直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，电子带负电，用左手定则判断洛伦兹力的方向时，四指指向负电荷运动的反方向，大拇指指向此时洛伦兹力的方向，方向向右，电子向右偏转；而洛伦兹力不做功，则速率不变，故A正确图35143.如图3514所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流电时，形成的磁场如图所示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将()A向上偏转B向下偏转C向左偏转D向右偏转解析：选D.电子的运动方向是垂直纸面向里，根据左手定则可判定只有选项D正确4.图3515如图3515所示，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平向外，有一正离子(不计重力)恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，这种装置称为速度选择器，则()A若电子从右向左水平飞入，电子也沿直线运动B若电子从右向左水平飞入，电子将向上偏转C若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏转D若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏转解析：选C.离子在复合场中受向上的电场力和向下的洛伦兹力，二力平衡，离子做匀速直线运动若电子从右向左水平飞入，电场力和洛伦兹力均向下，会向下偏转，选项C正确图35165如图3516所示，一个带电荷量q的小带电体处于蹄形磁铁两极之间的匀强磁场里，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B且若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该()A使磁感应强度B的数值增大B使磁场以速度v向上移动C使磁场以速率v向右移动D使磁场以速率v向左移动解析：选D.要使带正电体对水平绝缘面正好无压力，洛伦兹力方向应该竖直向上，由左手定则可知，带电体应该向右运动，或磁场向左运动洛伦兹力的大小fqvBmg，所以v.6.图3517如图3517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中现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能是()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 解析：选C.由于滑环初速度的大小未具体给出，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力开始等于重力时，则滑环做匀速运动；(2)当洛伦兹力开始小于重力时，滑环将做减速运动，最后停在杆上；(3)当洛伦兹力开始大于重力时，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间的挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压力为零时，摩擦力为零，滑环做匀速运动二、双项选择题7关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是()A安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力B安培力和洛伦兹力其本质都是磁场对运动电荷的作用力C这两种力都是效果力，其实并不存在，原因是不遵守牛顿第三定律D安培力对通电导体能做功，洛伦兹力对电荷不能做功解析：选BD.电流是电荷的定向移动形成的，安培力是磁场对导体内定向移动的电荷所施加的洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，所以不能对运动电荷做功；而安培力作用在导体上，可以让导体产生位移，因此能对导体做功这两种力是同一性质的力，同样遵守牛顿第三定律，反作用力作用在形成磁场的物体上，故选项B、D正确8.图3518如图3518所示，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直磁场，板内通有如图方向的电流，a、b是铜板左、右边缘的两点，则()A电势abB电势baC电流增大时，|ab|增大D其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样解析：选BC.因金属导电的载流子是自由电子，自由电子的运动方向与电流方向相反，用左手定则来判定，自由电子所受洛伦兹力方向向左，因此铜板左侧聚集电子，带负电，右边带正电，形成电场，且ba；待自由电子所受洛伦兹力与电场力相等达到稳定状态时，即qvBqEq，且InSqv，由此可知，电流增大时|ab|增大而将铜板改为NaCl水溶液导电时，溶液中是正、负离子在导电，正离子运动方向与电流方向一致，负离子运动方向与电流方向相反，因而根据左手定则正、负离子都向左偏转，电量中和，所以两边无电势差9如图3519所示，一个用细线悬吊着的带电小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直面内摆动，图中B为小球运动的最低位置，则()图3519A小球向右和向左运动通过B点时，小球的加速度相同B小球向右和向左运动通过B点时，悬线对小球的拉力相同C小球向右和向左运动通过B点时，具有的动能相同D小球向右和向左运动通过B点时，具有的速度相同解析：选AC.带电小球在运动过程中，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球不管向何方向运动通过最低点时，速率v必然相等，动能相同，故C正确；向心加速度a则a相同，故A正确若小球带正电，在最低点向右和向左运动时，拉力分别为F1和F2，则F1qvBmgma，F2qvBmgma，则F1GaGb.三、非选择题11.图3521目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能，图3521表示出了它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说是呈电中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向A、B两板聚集，使两板间产生电势差，若平行金属板距离为d，匀强磁场磁感应强度为B，等离子体流速为v，气体从一侧面垂直磁场射入板间，不计气体电阻，外电路电阻为R，则两板间最大电压和可能达到的最大电流为多少？解析：如图所示，运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用发生偏转，正、负离子分别到达B、A极板(B为电源正极，故电流方向从B经R到A)，使A、B板间产生匀强电场，等离子体在电场力的作用下偏转逐渐减弱，当等离子体不发生偏转即匀速穿过时，有qvBqE，所以此时两板间电势差UEdBdv，根据闭合电路欧姆定律即可得电流大小I.答案：Bdv12.图3522如图3522所