高中物理 第3章 磁场 5 运动电荷在磁场中受到的力课时作业 新人教版选修31.doc

5 运动电荷在磁场中受到的力基础夯实一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1(浙江省20132014学年高二学业水平测试)下面四幅图表示了磁感应强度b、电荷速度v和洛伦兹力f三者方向之间的关系，其中正确的是()答案：b解析：根据左手定则，a中f方向应向下，b中f方向应向上，故a错、b对。c、d中都是vb，f0，故c、d都错。2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答案：c解析：不管通有什么方向的电流，螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应一直保持原运动状态不变。3.初速为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，速率不变d电子将向右偏转，速率改变答案：a解析：由安培定则可知，通电导线右方磁场方向垂直纸面向里，则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右，所以电子向右偏；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变。4. (辽宁沈阳二中20142015学年高二上学期期末)一个带正电荷的粒子(重力不计)，穿过图中相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使粒子向上偏转应采用的办法是()a增大磁感应强度b增大粒子质量c减小粒子的入射速度d增大电场强度答案：a解析：开始时粒子恰能做直线运动，电场力向下，洛伦兹力向上，合力为零，故：qeqvb；增大磁感应强度，则向上的洛伦兹力增大，合力向上，向上偏转，故a正确；增加质量，则电场力与洛伦兹力都不变，合力为0，做直线运动，故b错误；减小入射速度，则洛伦兹力减小，电场力不变，合力向下，向下偏转，故c错误；增大电场强度，则电场力增大，洛伦兹力不变，合力向下，向下偏转，故d错误。5(河北正定中学20142015学年高二下学期期中)下图为显像管原理示意图，电子束经电子枪加速后，进入偏转磁场偏转，不加磁场时，电子束打在荧光屏正中的o点。若要使电子束打在荧光屏上位置由o逐渐向a移动，则()a在偏转过程中，洛伦兹力对电子束做正功b在偏转过程中，电子束做匀加速曲线运动c偏转磁场的磁场应强度应逐渐变大d偏转磁场的方向应垂直于纸面向外答案：cd解析：在偏转过程中，洛伦兹力不做功，a错误；在偏转过程中，加速度的方向要指向圆心，即加速度方向时刻改变，故电子束做变加速曲线运动，b错误；电子束打在荧光屏上的oa之间，即电子受向上偏左的洛伦兹力，由左手定则可知磁场强度垂直纸面外，电子束打在荧光屏上的位置由中心o逐渐向a点移动，电子偏转角度越来越大，由fqvb知，b逐渐变大；故cd正确。6.如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力f拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段()aa、b一起运动的加速度减小ba、b一起运动的加速度增大ca、b物块间的摩擦力不变da、b物块间的摩擦力减小答案：ad解析：(1)以a为研究对象，分析a的受力情况a向左加速受洛伦兹力方向向下对b的压力增大(2)以a、b整体为研究对象，分析整体受的合外力b对地面压力增大b受的摩擦力增大整体合外力减小加速度减小(3)再分析a，b对a的摩擦力是a的合外力a的加速度减小a的合外力减小a、b间的摩擦力减小。故选项ad正确。7.质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45角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、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷。(2)磁感应强度的大小。答案：(1)正电，(2)解析：(1)微粒做匀速直线运动，所受合力必为零，微粒受重力mg，电场力qe，洛伦兹力qvb，由此可知，微粒带正电，受力如图所示，qemg，则电场强度e(2)由于合力为零，则qvbmg，所以b。能力提升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1. (东北育才中学20142015学年高二上学期检测)如图所示，连接平行金属板p1和p2(板面垂直于纸面)的导线的一部分cd和另一连接电池的回路的一部分gh平行，cd和gh均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当一束等离子体射入两金属板之间时，cd段将受到力的作用，则()a等离子体从右方射入时，p1板电势较高，cd受力方向背离ghb等离子体从右方射入时，p2板电势较高，cd受力方向指向ghc等离子体从左方射入时，p2板电势较高，cd受力方向背离ghd等离子体从左方射入时，p1板电势较高，cd受力方向指向gh答案：d解析：电路中的电流的方向为由g到h，当等离子体从右方射入时，由左手定则可以判断电容器的上极板带负电，下极板带正电，p2板电势较高，电流的方向为由d到c，电流的方向与电路中gh的电流的方向相反，所以cd受到的作用力向左，故ab错误。等离子体从左方射入时，由左手定则可以判断电容器的上极板带正电，下极板带负电，p1板电势较高，电流的方向为由c到d，电流的方向与电路中gh的电流的方向相同，所以cd受到的作用力向右，故c错误，d正确。2(石家庄市20132014学年高二上学期期末)目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板a、b，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为l，板间距离为d，金属板的正对面积为s，匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为r，电离气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表的示数为i，那么板间电离气体的电阻率为()a(r) b(r)c(r) d(r)答案：a解析：发电机稳定工作时，离子所受电场力等于洛伦兹力qqvb得：ubvd，又rr1，r1为板间电离气体的电阻，且r1，联立得到电阻率的表达式为(r)，故选a。3(北京市重点中学20142015学年高二下学期开学检测)如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直。在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。o点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，ob沿水平方向。己知小球所受电场力与重力大小相等，现将小球从环的顶端a点由静止释放。下列判断正确的是()a当小球运动的弧长为圆周长的时，洛伦兹力最大b当小球运动的弧长为圆周长的时，洛伦兹力最大c小球从a点到b点，重力势能减少，电势能增大d小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小答案：d解析：小球受到水平向左的电场力和竖直向下的重力，二力大小相等，故二力的合力方向沿水平方向成45向左下，如图，故小球运动到圆弧bc之间的某点时，速度最大，此时的洛伦兹力最大，选项a、b错误；小球由a到b的过场中，电场力和重力均做正功，重力势能和电势能都减小，选项c错误；小球从b点运动到c点，电场力做负功，电势能增加。当小球运动到圆弧bc的某点时速度最大，所以小球从b点运动到c点过程中，动能先增大，后减小，选项d正确。4.(吉林一中20142015学年高二上学期检测)如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场e和匀强磁场b，有一个带正电的小球(电荷量为q，质量为m)从电磁复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是()答案：cd解析：在a图中刚进入复合场时，带电小球受到方向向左的电场力、向右的洛伦兹力、竖直向下的重力，在重力的作用下，小球的速度要变大，洛伦兹力也会变大，所以水平方向受力不可能总是平衡，a选项错误；b图中小球要受到向下的重力、向上的电场力、向外的洛伦兹力，小球要向外偏转，不可能沿直线通过复合场，b选项错误；c图中小球受到向下的重力、向右的洛伦兹力、沿电场方向的电场力，若三力的合力恰好为零，则小球将沿直线匀速通过复合场，c正确；d图中小球只受到竖直向下的重力和竖直向上的电场力可以沿直线通过复合场，d正确。5如图所示，质量为m、带电量为q的三个相同的带电小球a、b、c，从同一高度以初速度v0水平抛出，b球处于竖直向下的匀强电场中，c球处于垂直纸面向里的匀强磁场中，它们落地的时间分别为ta、tb、tc，落地时的速度大小分别为va、vb、vc，则以下判断正确的是()atatbtc btctatbcvbvavc dvavbtatb，选项a错，b对；因洛伦兹力不做功，可判vavc0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为e0的匀强电场和磁感应强度大小为b0的匀强磁场，照相底片d与狭缝s1、s2的连线