高中物理 3.5运动电荷在磁场中受到的力同步练习 新人教版选修31.doc

5运动电荷在磁场中受到的力a组1.来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将()a.竖直向下沿直线射向地面b.相对于预定地点,稍向东偏转c.相对于预定地点,稍向西偏转d.相对于预定地点,稍向北偏转解析:赤道上方地磁场方向由南向北,质子是氢原子核,带正电,根据左手定则可判定,这些质子在进入地球周围空间时,将相对预定地点,稍向东偏转。答案:b2.在匀强磁场中,一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍,则该带电粒子受到的洛伦兹力()a.变为原来的b.增大为原来的4倍c.减小为原来的d.增大为原来的2倍解析:由洛伦兹力的公式f=qvb可知,磁感应强度增大为原来的2倍,带电粒子受到的洛伦兹力也增大为原来的2倍。答案:d3.关于电荷所受静电力和洛伦兹力,正确的说法是()a.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用b.电荷在电场中一定受静电力作用c.电荷所受静电力一定与该处电场方向一致d.电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直解析:电荷在电场中一定受静电力作用,但在磁场中,只有电荷运动并且运动方向与磁场方向不平行时才受磁场力作用,选项a错误,选项b正确。电荷受静电力的方向与电场方向相同或相反,电荷若受磁场力,则磁场力方向与磁场方向一定垂直,选项c、d错误。答案:b4.一个运动电荷通过某一空间时,没有发生偏转,那么就这个空间是否存在电场或磁场,下列说法中正确的是()a.一定不存在电场b.一定不存在磁场c.一定存在磁场d.可以既存在磁场,又存在电场解析:运动电荷没有发生偏转,说明速度方向没变,此空间可以存在电场,如运动方向与电场方向在同一直线上;也可以存在磁场,如v平行于b;也可能既有电场,又有磁场,如正交的电、磁场,qe=qvb时。答案:d5.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为b,则下列说法正确的是()a.油滴必带正电荷,电荷量为b.油滴必带负电荷,比荷c.油滴必带正电荷,电荷量为d.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=解析:油滴水平向右匀速运动,其所受洛伦兹力必向上与重力平衡,故带正电,其电荷量q=,选项c正确。答案:c6.(多选)电荷量为+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.若把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变c.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,也一定与磁场方向垂直d.粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变解析:因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有关,选项a错误;因为把+q改为-q且速度反向时,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由f=qvb知大小不变,选项b正确;洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,也一定与磁场方向垂直,选项c正确;因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此洛伦兹力不做功,粒子动能不变,但洛伦兹力可以改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,选项d错误。答案:bc7.(多选)如图所示,在平行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场,质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向,以相同动能射入两极板间,其中氘核沿直线运动,未发生偏转,质子和氚核发生偏转后射出,则()a.偏向正极板的是质子b.偏向正极板的是氚核c.射出时动能最大的是质子d.射出时动能最大的是氚核解析:质子、氘核、氚核分别为h,由于它们的动能相同,由ek=mv2得v=,v质子v氘v氚,根据氘核未发生偏转分析可知,氚核偏向静电力方向,偏向负极、静电力做正功、动能增大,质子偏向洛伦兹力方向即偏向正极板,静电力做负功、动能减小,选项a、d正确。答案:ad8.如图所示为一电磁流量计的示意图,截面为一正方形的非磁性管,其每边长为d,内有导电液体流动,在垂直液体流动的方向加一指向纸里的匀强磁场,磁感应强度为b。现测得液体表面m、n两点间电势差为u,求管内导电液体的流量q。解析:m、n两点电势差达到稳定的条件q=qvb解得导电液体的流速v=导电液体的流量q=sv=。答案:b组1.如图所示,在真空中,水平导线中有恒定电流i通过,导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同,则质子可能的运动情况是()a.沿路径a运动b.沿路径b运动c.沿路径c运动d.沿路径d运动解析:由安培定则,电流在下方产生的磁场方向指向纸外,由左手定则,质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上。则质子的轨迹必定向上弯曲,因此c、d必错误。由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直,故其运动轨迹必定是曲线,则b正确,a错误。答案:b2.如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为b的匀强磁场中。质量为m、电荷量为+q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()a.滑块受到的摩擦力不变b.滑块到达地面时的动能与b的大小无关c.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下d.b很大时,滑块可能静止于斜面上解析:由左手定则知选项c正确。而ff=fn=(mgcos +bqv),知其要随速度增加而变大,选项a错误。若滑块滑到底端已达到匀速运动状态,应有ff=mgsin ,可得v=,可看到v随b的增大而减小。若滑块滑到底端时还处于加速运动状态,则b越大,ff越大,滑块克服阻力做功越多,到达斜面底端的速度越小,动能越小,选项b错误。当滑块能静止于斜面上时应有mgsin =mgcos ,即=tan ,与b的大小无关,选项d错误。答案:c3.如图所示,三个相同的带负电的小球从同一高度开始自由下落,其中a直接落地,b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区,c下落时经过一个水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场区。不计空气阻力,设它们落地速度大小分别为va、vb、vc,则()a.va=vb=vcb.vavbvcc.vavb=vcd.va=vcva;c球下落过程中受重力和洛伦兹力,洛伦兹力不做功,只有重力做功,所以落地速度vc=va,故va=vc,电子沿轨迹运动,出场区时速度vv0b.若v0,电子沿轨迹运动,出场区时速度vv0c.若v0v0d.若v0,电子沿轨迹运动,出场区时速度v,即洛伦兹力大于静电力,因而轨迹向下偏转,静电力做负功,动能减小,出场区时速度vv0,选项b正确,选项a错误;当v0v0,选项d错误,选项c正确。答案:bc5.如图所示,摆球带有负电的单摆,在一匀强磁场中摆动,匀强磁场的方向垂直于纸面向里,摆球在a、b间摆动过程中,由a摆到最低点c时,摆线拉力大小为f1,摆球加速度大小为a1;由b摆到最低点c时,摆线拉力大小为f2,摆球加速度大小为a2,则()a.f1f2,a1=a2b.f1f2,a1a2d.f1f2,a1f1,故选b。答案:b6.质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成45进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间,如图所示,微粒在电场、磁场、重力场