优化方案高中物理 3.4 磁场对运动电荷的作用洛伦兹力课时作业（含解析）教科版选修31.doc

磁场对运动电荷的作用-洛伦兹力一、选择题1以下说法正确的是()a电荷处于磁场中一定受到洛伦兹力b运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力c洛伦兹力对运动电荷一定不做功d洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小解析：选c只有运动电荷的速度方向与磁场方向不平行时，运动电荷才会受到洛伦兹力的作用，且洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，对运动电荷永不做功，故a、b、d错误，c正确2如图所示的是磁感应强度b、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力f三者方向的相互关系图(其中b垂直于f与v决定的平面，b、f、v两两垂直)其中正确的是()解析：选d此题主要考查左手定则及立体图像的辨认，利用左手定则可判断出d是正确的3. 如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()a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，电子都做匀速圆周运动解析：选c根据通电螺线管内部磁场的特点，电子沿轴线进入螺线管，速度的方向和磁场方向平行，故电子不受洛伦兹力，因此，选c4. 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，半径不变d电子将向右偏转，半径改变解析：选ad由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力偏离电流，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变a对，又由r知，在电子偏离电流时，b减弱，故r变大，d对5有三束粒子，分别是质子(h)、氚核(h)和粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里)，在如图所示的四个图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是()解析：选c由粒子在磁场中运动的半径r可知，粒子在磁场中运动的轨迹应该与粒子的比荷有关，即r1r2r3132，所以三种粒子的轨迹应该是氢核半径最小，氚核半径最大，粒子束在中间，所以c选项正确6. 如图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用分析此径迹可知粒子()a带正电，由下往上运动b带正电，由上往下运动c带负电，由上往下运动d带负电，由下往上运动解析：选a从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式r可知，下部速度大，上部速度小，这一定是粒子从下到上穿越了金属板而损失了动能，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是a7. 如图所示，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速度v0开始运动已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的分析中，正确的是()a若物块带正电，一定受两个力，做匀速直线运动b若物块带负电，一定受两个力，做匀速直线运动c若物块带正电，一定受四个力，做减速直线运动d若物块带负电，一定受四个力，做减速直线运动解析：选d若物块带正电，则受到的洛伦兹力竖直向上，如果洛伦兹力小于重力，则物块还会受到支持力和摩擦力，做变减速运动；如果恰好洛伦兹力等于重力，则物块只受这两个力而做匀速直线运动，故a、c均错若物块带负电，洛伦兹力竖直向下，物块受四个力而做减速运动，故b错d对正确答案为d8. 如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以不同速率沿着与x轴成30角从原点射入磁场，它们的轨道半径之比为31，则正、负电子在磁场中运动时间之比为()a12 b21c13 d31解析：选b首先要画出粒子的运动轨迹，它们的圆心均在垂直于速度方向的虚线上，如图所示由几何知识可求出正电子在磁场中转动的圆心角为120，负电子在磁场中转动的圆心角为60，据tt可知，正、负电子在磁场中运动的时间之比为21，正、负电子在磁场中运动的时间与粒子的运动半径无关故b正确9(2013高考新课标全国卷)空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为r，磁场方向垂直于横截面一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为()a bc d解析：选a带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用几何关系和洛伦兹力公式即可求解如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qv0bm，据几何关系，粒子在磁场中的轨道半径rrtan 60r，解得b，选项a正确10(2012高考广东卷)质量和电量都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是()am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对m、n做正功dm的运行时间大于n的运行时间解析：选a由左手定则知m带负电，n带正电，选项a正确；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动且向心力f向f洛，即qvb得r，因为m、n的质量、电荷量都相等，且rmrn，所以vmvn，选项b错误；m、n运动过程中，f洛始终与v垂直，f洛不做功，选项c错误；由t知m、n两粒子做匀速圆周运动的周期相等且在磁场中的运动时间均为，选项d错误二、非选择题11. (广东广雅中学高二检测)一个负离子，质量为m，电荷量大小为q，以速率v垂直于屏mn经过小孔o射入存在着匀强磁场的真空室中，如图所示，磁感应强度b的方向与离子的运动方向垂直，并垂直于纸面向里(1)求离子进入磁场后到达屏mn上时的位置与o点的距离(2)如果离子进入磁场后经过时间t到达位置p，试证明：直线op与离子入射方向之间的夹角(弧度)跟t的关系是t.解析：(1)由qvb得r到达屏mn上时的位置与o点的距离为2r.(2)轨迹所对圆心角为2，周期tt，.答案：(1)(2)见解析12.(2013高考北京卷)如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为u，板间电场可视为匀强电场金属板下方有一磁感应强度为b的匀强磁场带电量为q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动忽略重力的影响，求：(1