【创新设计】（浙江专用）高中物理 36 运动电荷在磁场中受到的力题组训练 新人教版选修31.docVIP

第6讲运动电荷在磁场中受到的力(时间：60分钟)题组一对洛伦兹力方向的判定1在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向判断不正确的是()答案c2.一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图366所示的磁场，分离为1、2、3三束，则不正确的是 ()图366a1带正电 b1带负电 c2不带电 d3带负电答案b解析根据左手定则，正电荷粒子左偏，即1；不偏转说明不带电，即2；带负电的粒子向右偏，说明是3，因此答案为b.3在学校操场的上空中停着一个热气球，从它底部脱落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气的摩擦而带负电，如果没有风，那么它的着地点会落在气球正下方地面位置的()a偏东 b偏西 c偏南 d偏北答案b解析在我们北半球，地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北，气球带负电，根据左手定则可得气球受到向西的洛伦兹力，故向西偏转，b正确4(多选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()a此空间一定不存在磁场b此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行c此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直d此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直答案bd解析由洛伦兹力公式可知：当v的方向与磁感应强度b的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，因此电子未发生偏转，不能说明此空间一定不存在磁场，只能说明此空间可能有磁场，磁场方向与电子速度方向平行，则选项b正确此空间也可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零则选项d正确题组二洛伦兹力特点及公式5(多选)带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是()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、大小不变，则洛伦兹力的大小不变c洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直d粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动答案bd6如图367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()图367a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答案c解析电子的速度vb、f洛0、电子做匀速直线运动7(2014绍兴高二月考)关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是()a带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加b带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能不变c带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加d不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变答案d解析带电粒子在电场中受到的静电力fqe，只与电场有关，与粒子的运动状态无关，做功的正负由角(力与位移方向的夹角)决定对选项a，只有粒子带正电时才成立；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，静电力都会做正功，动能增加带电粒子在磁场中的受力洛伦兹力fqvbsin ，其大小除与运动状态有关，还与角(磁场方向与速度方向之间夹角)有关，带电粒子从平行磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动在其他方向上由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功综上所述，正确选项为d.8显像管原理的示意图如图368所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中央的o点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列磁场的变化能够使电子发生上述偏转的是()图368答案a解析电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的bt图的图线就在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的bt图的图线应在t轴上方，a正确题组三带电物体在磁场中的运动问题9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369所示，若油滴质量为m，磁感应强度为b，则下述说法正确的是()图369a油滴必带正电荷，电荷量为b油滴必带正电荷，比荷c油滴必带负电荷，电荷量为d油滴带什么电荷都可以，只要满足q答案a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，a正确10如图3610所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，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m滑下到最右端，则下列说法中正确的是()图3610a滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大b滑块从m点到最低点的加速度比磁场不存在时小c滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小d滑块从m点到最低点所用时间与磁场不存在时相等答案d解析由于洛伦兹力不做功，故与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的速度不变，选项a错误；由a，与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的加速度不变，选项b错误；由左手定则，滑块经最低点时受的洛伦兹力向下，而滑块所受的向心力不变，故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大，因此选项c错误；由于洛伦兹力始终与运动方向垂直，在任意一点，滑块经过时的速度均不变，选项d正确11(多选)如图3611所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中()图3611a小球加速度一直增加b小球速度一直增加，直到最后匀速c棒对小球的弹力一直减小d小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变答案bd解析小球由静止开始下滑，受到向左的洛伦兹力不断增加在开始阶段，洛伦兹力小于向右的静电力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增加，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向的重力和摩擦力作用下加速运动的加速度增加当洛伦兹力等于静电力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消失，小球受到的合力最大，加速度最大随着速度继续增加，洛伦兹力大于静电力，棒对小球又产生向右的弹力，随着速度增加，洛伦兹力增加，棒对小球的弹力增加，小球受到的摩擦力增加，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增加，以此时的速度做匀速运动综上所述，选项b、d正确12(多选)(2013瑞安高二第一学期期末)如图3612所示，在垂直纸面向里的水平匀强磁场中，水平放置一根粗糙绝缘细直杆，有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上现在给小球一个水平向右的初速度v0，假设细杆足够长，小球在运动过程中电量保持不变，杆上各处的动摩擦因数相同，则小球运动的速度v与时间t的关系图象可能是()图3612答案bd解析小球带正电，磁场方向垂直纸面向里，由左手定则可判定当小球水平向右运动时，洛伦兹力方向竖直向上，当mgqv0b，即v0时，小球不受水平杆的弹力作用，摩擦力fn0，小球将做匀速直线运动，速度图象如选项b所示；当mgqv0b，即v0时，小球减速，洛伦兹力减小，球与杆间的正压力nmgqvb增大，摩擦力fn增大，加速度增大，速度图象如选项d所示；当mgqv0b，即v0时，小球先减速，洛伦兹力减小，球与杆间的正压力nqvbmg减小，摩擦力减小，加速度减小，当洛伦兹力减小到重力大小时，开始以v的速度做匀速直线运动，速度图象如下：综上可知，正确答案为b、d.13(多选)(2013艾青中学第一学期第二次质检)如图3613所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法中正确的是()图3613a微粒一定带负电 b微粒的动能一定减小c微粒的电势能一定增加 d微粒的机械能一定增加答案ad解析微粒进入场区后沿直线ab运动，则微粒受到的合力或者为零，或者合力方向在ab直线上( 垂直于运动方向的合力仍为零)若微粒所受合力不为零，则必然做变速运动，由于速度的变化会导致洛伦兹力变化，则微粒在垂直于运动方向上的合力不再为零，微粒就不能沿直线运动，因此微粒所受合力只能为零而做匀速直线运动；若微粒带正电，则受力分析如下图甲所示，合力不可能为零，故微粒一定带负电，受力分析如图乙所示，故a正确，b错；静电力做正功，微粒电势能减小，机械能增大，故c错，d 正确图361414如图3614所示，质量为m1 kg、电荷量为q5102 c的带正电的小滑块，从半径为r0.4 m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自a端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知e100 v/m，方向水平向右；b1 t，方向垂直纸面向里求：(1)滑块到达c点时的速度；(2)在c点时滑块所受洛伦兹力(g10 m/s2)答案