贵州省高三物理一轮复习课时训练 磁场对运动电荷的作用力 新人教版.doc

贵州省册亨一中2013届高三物理一轮复习课时训练：磁场对运动电荷的作用力一、选择题1如图所示，、三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧。当这些小针静止时，小磁针极的指向是( )a、均向左b、均向右c向左，向右，向右d向右，向左，向右 【答案】c2下列说法正确的是( )a运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受洛伦兹力作用b运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,该处的磁感应强度一定为零c洛伦兹力不会改变运动电荷的速度d洛伦兹力对运动电荷不做功【答案】d3图中表示磁场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，这四个图中画的正确的是(已知b垂直于f与v决定的平面，b、f、v两两垂直)【答案】d4在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断不正确的是( )【答案】c5如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的m、n两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在m、n的连线上，o为mn的中点，c、d位于mn的中垂线上，且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是( )ao点处的磁感应强度为零ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同da、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】c6 一个带电粒子在匀强磁场b中所受的洛仑兹力f方向如图10所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是( )a粒子带负电，向下运动b粒子带正电，向左运动c粒子带负电，向上运动d粒子带正电，向右运动【答案】a7如图所示，一个带负电的物体从粗糙面顶端滑到斜面底端时的速度为，若加上一个垂直于纸面指向读者的磁场，物体滑到底端时速度( )a大于b小于c等于d不能确定【答案】d8带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是( )a洛伦兹力对带电粒子做功b洛伦兹力不改变带电粒子的动能c洛伦兹力的大小与速度无关d洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【答案】b9一个长螺线管中通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，粒子将在管中（不计重力影响）( )a做圆周运动b沿轴往返运动c做匀加速直线运动d做匀速直线运动【答案】d10某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场，在磁场中a、b两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平面上，物块a带正电，物块b为不带电的绝缘块.水平恒力f作用在物块b上，使a、b 起由静止开始向左运动，在a、b 起向左运动的过程中，以下关于a、b受力情况的说法中正确的是( )aa对b的压力变小b a与b之间的摩擦力保持不变c a对b的摩擦力变大d b对地面的压力保持不变【答案】b11一带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场，粒子的一段径迹如图8所示，径迹上每一小段都可以看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(电量不变)，则可判定( )a粒子从a到b，带正电b粒子从b到a，带正电c粒子从a到b，带负电d粒子从b到a，带负电【答案】b12在阴极射线管的正上方平行放置通以强电流的一根长直导线，其电流方向如图所示则阴极射线将( )a向上偏斜；b向下偏斜； c向纸里偏斜；d向纸外偏斜【答案】b13如图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将( )a向上偏转b向下偏转c向纸外偏转d向纸里偏转【答案】a14下列说法正确的是( )a运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用b运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零c洛伦兹力既不能改变粒子的动能，也不能改变粒子的动量d洛伦兹力对带电粒子不做功【答案】d15如图所示，表示磁场对直线电流的作用，其中不正确的是（图a中磁场方向垂直纸面向内，b图中磁场方向垂直纸面向外）( )【答案】c16某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场，a、b两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上，物块a带正电，物块b为不带电的绝缘块；水平恒力f作用在物块b上，使a、b一起由静止开始水平向左运动在a、b一起水平向左运动的过程中，关于a、b受力情况的以下说法，正确的是( )aa对b的压力变小bb对a的摩擦力保持不变ca对b的摩擦力变大db对地面的压力保持不变【答案】b17下列关于磁铁的使用的说法中不正确的是( )a磁铁受到撞击会使磁铁的磁性减弱b原先没有磁性的铁，在长期受到磁铁的吸引会产生磁性c对磁铁加热会使磁铁的磁性减弱d永磁体在受到加热或敲打后，其磁性不会发生改变【答案】d18有一个带电量为+q，重为g的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为b，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时a有可能做匀速运动b有可能做匀加速直线运动c不可能做曲线运动d一定做曲线运动【答案】d19地球有一个较强的磁场，由于地磁场的作用，可以使从太阳发出的高能粒子流在射向地面时发生偏转，因此起到保护地球上的生命免受高能粒子流伤害的作用已知地球赤道上空地磁场的磁感线方向是由南向北的，从太阳喷射出带正电的粒子垂直与地面射向赤道，在地磁场的作用下，这些质子偏转方向是( )a向东b向南c向西d向北【答案】a20如图所示，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( )【答案】bd21在如图所示匀强磁场中，一个质量为m电量为+q的圆环套在一根固定的绝缘水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为。现给环一个向右的初速度v0，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为( )ab0c d【答案】abd22带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，其受到的洛伦兹力的方向，下列表述正确的是( )a与磁场方向相同b与运动方向相同c与运动方向相反d与磁场方向垂直【答案】d23下列各图中，运动电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )【答案】b24如图所示，一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处在磁感应强度为b的匀强磁场中(不计空气阻力)。现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像不可能是图中的( )【答案】b25一小磁针放置在某磁场（未标出方向）中，静止时的指向如图9所示。下列分析正确的是( )an极指向该点磁场方向bs极指向该点磁场方向c该磁场是匀强磁场da点的磁场方向水平向右【答案】a26如图所示，带正电的金属环绕轴以一定的角速度匀速旋转，从右向左看为逆时针方向，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )an极沿轴线向右bn极沿轴线向左cn极竖直向下dn极竖直【答案】a27狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷q的电场（如图乙所示）分布相似。现假设磁单极子s和负点电荷q均固定，有带电小球分别在s极和q附近做匀速圆周运动。则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是( )a若小球带正电，其运动轨迹平面可在s的正上方，如图甲所示b若小球带正电，其运动轨迹平面可在q的正下方，如图乙所示c若小球带负电，其运动轨迹平面可在s的正上方，如图甲所示d若小球带负电，其运动轨迹平面可在q的正下方，如图乙所示【答案】abc28一束电子从上向下运动，在地球磁场的作用下，它将( )a向东偏转b向西偏转c向南偏转d向北偏转【答案】b29质子流从南向北进入匀强磁场，磁场方向是从东向西的，则质子所受洛仑兹力的方向为( )a向东b向南c向上d向下【答案】c30两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为( )a2：1b1：1c1：2d1：4【答案】c31在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断不正确的是( ) 【答案】c32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变为原来的四分之一 b增大为原来的 4 倍 c减小为原来的一半 d增大为原来的 2 倍【答案】d33质量为m、电量为e的电子的初速为零，经电压为u的加速电场加速后进入磁感应强度为b的偏转磁场（磁场方向垂直纸面），其运动轨迹如图所示，则( )a加速电场的场强方向竖直向上b偏转磁场的磁场方向垂直纸面向里c能求出电子经加速电场加速后，开始进入磁场时的动能d能求出电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小【答案】cd34兰州市在无风的时候，雨滴是竖直下落的，若雨滴带正电，则它的下落方向将偏向( )a东方b西方c南方d北方【答案】a35如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流i恒定，则可以验证uh随b的变化情况以下说法中正确的是( )a将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面对， uh将变大b在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平c在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平d改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，uh将发生变化【答案】abd二、填空题36电子以4106m/s的速率垂直射入磁感应强度为0.5t的匀强磁场中，受到的磁场力为 n，如果电子射入磁场时的速度v与b的方向间的夹角是180，则电子所受的磁场力为 n。【答案】3.210-13、 0 37一带电量为q、质量为m的小球从倾角为的斜面上由静止下滑，斜面处于磁感应强度为b的匀强磁场中，如图所示，则小球在斜面上滑行的最大速度是 。【答案】38如图所示，带负电的小球从右端向左经过最低点a时，悬线张力为t1，当小球从左向右经过最低点a时，悬线张力为t2，则t1 t2（填、或）【答案】39如图所示，一束粒子自下而上进入一垂直纸面的匀强磁场后发生偏转，则磁场方向向 ，进入磁场后，粒子的动能 （填“增加”、“减少”或“不变”）。【答案】里 、不变 40如图所示，阴极射线管(a为其阴极)放在蹄形磁铁的n、s两极间，射线管的a端应接在直流高压电源的 极，此时，荧光屏上的电子束运动轨迹 偏转(选填“向上”、“向下”或“不”). 【答案】负 向下41电视显像管应用了电子束磁偏转的道理。实际上，在水平方向和竖直方向都有磁场，它们是水平方向的磁场使电子束产生方向的分速度，而 方向的磁场使电子束产生水平方向的分速度。【答案】竖直、竖直 42一初速为零的带电粒子，经过电压为u=3.0v的电场加速后垂直进入磁感强度为b=6t的匀强磁场中，已知带电粒子的质量是m=4000g，电量是q=6.0c，则带电粒子所受的洛仑兹力为_，轨道半径为_ 【答案】108n,2m三、计算题43如图所示，一质量为0.4kg、足够长且粗细均匀的绝缘细管置于水平地面上，细管内表面粗糙，外表面光滑；有一质量为0.1kg、电荷量为0.1c的带正电小球沿管以水平向右的速度进入管内，细管内径略大于小球直径，运动过程中小球电荷量保持不变，空间中存在垂直绝缘细管水平向里的匀强磁场，磁感应强度为1.0t（取水平向右为正方向，g=10m/s2）(1)带电小球以20m/s的初速度进入管内，则系统最终产生的内能为多少？(2)小球以不同的初速度v0进入管中，在细管未离开地面的情况下，求小球最终稳定时的速度vt与初速度v0的函数关系，并以初速度v0为横坐标，最终稳定的速度vt为横坐标，在乙图中画出小球初速度和最终稳定的速度的关系图象。【答案】（1）小球刚进入管内时受到的洛仑兹力方向竖直向上，洛仑兹力大小为：n由于 ，小球与管的上壁有弹力，摩擦使球减速至： 得：m/s球与管系统动量守恒： 得：m/s系统产生内能：代入数据得： (2）当小球初速小于m/s时，小球与管的下壁有弹力，摩擦力使小球最终与管共速，系统动量守恒：代入数据得：(m/s）当初速度大于时细管离开地面： 代入数据得：m/s当小球初速时，小球与管的上壁有弹力，摩擦使球减速最终速度为vt , 即：m/s ()关系如图所示44在如图所示的匀强电场中，沿电场线方向有a、b两点，a、b两点间的距离x=0.10 m。一个电荷量c的点电荷所受电场力的大小n。 求：(1）电场强度e的大小；(2）将该点电荷从a点移至b点的过程中，电场力所做的功w。【答案】（1）电场强度e的大小(2）电场力所做的功45如图所示，相距为r的两块平行金属板m、n正对着放置，s1、s2分别为m、n板上的小孔，s1、s2、o三点共线，它们的连线垂直m、n，且s2or.以o为圆心、r为半径的圆形区域内存在磁感应强度为b、方向垂直纸面向外的匀强磁场d为收集板，板上各点到o点的距离以及板两端点的距离都为2r，板两端点的连线垂直m、n板质量为m、带电量为q的粒子经s1进入m、n间的电场后，通过s2进入磁场粒子在s1处的速度以及粒子所受的重力均不计(1)当m、n间的电压为u时，求粒子进入磁场时速度的大小v；(2)若粒子恰好打在收集板d的中点上，求m、n间的电压值u0；(3)当m、n间的电压不同时，粒子从s1到打在d上经历的时间t会不同，求t的最小值【答案】(1)粒子从s1到达s2的过程中，根据动能定理得qumv2 解得粒子进入磁场时速度的大小v (2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qvbm 由得，加速电压u与轨迹半径r的关系为u当粒子打在收集板d的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0r 对应电压u0 (3)m、n间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板d的右端时，对应时间t最短 根据几何关系可以求得，对应粒子在磁场中运动的半径rr 由得粒子进入磁场时速度的大小v 粒子在电场中经历的时间t1 粒子在磁场中经历的时间t2 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3 粒子从s1到打在收集板d上经历的最短时间为tt1t2t346如图所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=810-5c的小球，小球的直径比管的内径略小在管口所在水平面mn的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度b1= 15t的匀强磁场，mn面的上方还存在着竖直向上、场强e=25v/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度b2=5t的匀强磁场现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界pq为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力fn随高度h变化的关系如图所示g取10m/s2，不计空气阻力求：(1）小球刚进入磁场b1时的加速度大小a；(2）绝缘管的长度l；(3）小球离开管后再次经过水平面mn时距管口的距离x【答案】（1）以小球为研究对象，竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f1，故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，加速度设为a，则(2）在小球运动到管口时，fn2.4103n，设v1为小球竖直分速度，由，则由得(3）小球离开管口进入复合场，其中qe2103n，mg2103n故电场力与重力平衡，小球在复合场中做匀速圆周运动，合速度与mn成45角，轨道半径为r， 小球离开管口开始计时，到再次经过mn所通过的水平距离对应时间 小车运动距离为x2，x=x1-x2=(2-/2）m47如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为l的匀强电场。电场强度大小为e，方向垂直向上。当粒子穿出电场时速度方向改变了45角。已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计。粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成=60角。试解答：(1）粒子带正电还是负电？(2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？(3）若磁场区域为圆形，则最小的圆形磁场区域的半径为多大？【答案】 (1）根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电。 (2）由于洛仑兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为v0，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度与初速度夹角为45，将末速度分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度vx和vy，由几何关系知 vx=vy= v0vy