教科版选修31 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力 作业.doc

课时分层作业(十六)磁场对运动电荷的作用洛伦兹力基础达标练(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1(多选)运动电荷进入磁场(无其他场)中，可能做的运动是()a匀速圆周运动b平抛运动c自由落体运动 d匀速直线运动ad若运动电荷沿平行磁场方向进入磁场，则电荷做匀速直线运动，若运动电荷沿垂直磁场方向进入磁场，则电荷做匀速圆周运动，a、d正确；电荷在磁场(无其他场)中不可能做平抛运动和自由落体运动b、c错误2(多选)在图3412中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场取坐标如图，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，不计重力的影响，电场强度e和磁感应强度b的方向可能是()【导学号：12602189】ae和b都沿x轴方向be沿y轴正向，b沿z轴正向ce沿z轴正向，b沿y轴正向de、b都沿z轴方向图3412ab本题没有说明带电粒子的带电性质，为便于分析，假定粒子带正电a选项中，磁场对粒子作用力为零，电场力与粒子运动方向在同一直线上，运动方向不会发生偏转；b选项中，电场力方向向上，洛伦兹力方向向下，当这两个力平衡时，粒子运动方向可以始终不变；c选项中，电场力、洛伦兹力都沿z轴正方向，粒子将做曲线运动；d选项中，电场力沿z轴方向，洛伦兹力沿y轴方向，两力不可能平衡，粒子将做曲线运动如果粒子带负电，仍有上述结果3(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图3413所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是 ()图3413a1带正电 b1带负电c2不带电 d3带负电acd 根据左手定则，带正电的粒子左偏，不偏转说明不带电，带负电的粒子向右偏，因此选a、c、d.4(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动，小球离开桌面后进入一水平向里的匀强磁场，已知速度方向垂直于磁场方向，如图3414所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度为v1.撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度为v2.则下列论述正确的是()【导学号：12602190】ax1x2 bt1t2cv1和v2大小相等 dv1和v2方向相同图3414abc当桌面右边存在磁场时，在小球下落过程中由左手定则知，带电小球受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右，竖直方向上的分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，竖直方向上加速度at2、x1x2，a、b正确；洛伦兹力对小球不做功，故c正确；两次小球着地时速度方向不同，故d错误5质量和电荷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3415中虚线所示，下列表述正确的是 ()图3415am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a根据左手定则可知n带正电，m带负电，a正确；因为r，而m的半径大于n的半径，所以m的速率大于n的速率，b错误；洛伦兹力不做功，c错误；m和n的运行时间都为t，d错误故选a.6半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从a点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从b点射出aob120，如图3416所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为 ()【导学号：12602191】a.b.c.d.图3416d由轨迹所对圆心角60，知tt.但题中已知条件不够，没有此选项，另想办法找规律表示t.由匀速圆周运动t，从题图分析有rr，则：rrr，则t.d正确二、非选择题(14分)7如图3417所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从o点垂直射入已知两板之间距离为d，板长为d，o点是np板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度b应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)图3417解析如图所示，由于质子在o点的速度垂直于板np，所以粒子在磁场中做圆周运动的圆心o一定位于np所在的直线上如果直径小于on，则轨迹将是圆心位于on之间的一段半圆弧(1)如果质子恰好从n点射出，r1，qv0b1.所以b1.(2)如果质子恰好从m点射出rd22，qv0b2m，得b2.所以b应满足b.答案b能力提升练(时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1如图3418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，由下往上运动图3418a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，这一定是粒子从下向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，故选a.2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3419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()【导学号：12602192】图3419a油滴必带正电荷，电荷量为b油滴必带负电荷，比荷c油滴必带负电荷，电荷量为d油滴带什么电荷都可以，只要满足qa油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必竖直向上，与重力平衡，故带正电荷，其电荷量q，a正确3一圆筒处于磁感应强度大小为b的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图3420所示图中直径mn的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动在该截面内，一带电粒子从小孔m射入筒内，射入时的运动方向与mn成30角当筒转过90时，该粒子恰好从小孔n飞出圆筒不计重力若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为()a. b.c. d.图3420a定圆心、画轨迹，由几何关系可知，此段圆弧所对圆心角30，所需时间tt；由题意可知粒子由m飞至n与圆筒旋转90所用时间相等，即t，联立以上两式得，a项正确4(多选)如图3421所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点o和y轴上的点a(0，l)一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60，下列说法正确的是()【导学号：12602193】a电子在磁场中运动的时间为b电子在磁场中运动的时间为c磁场区域的圆心坐标为d电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，2l)图3421bc设电子的轨迹半径为r，由几何知识，rsin 30rl，得r2l，电子在磁场中运动时间t，而t得：t，a错误，b正确；设磁场区域的圆心坐标为(x，y)，其中xrcos 30l，y，所以磁场圆心坐标为，故c正确；因为r2l，所以电子的圆周运动的圆心坐标为(0，l)，故d错误二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)如图3422所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是e，磁感应强度是b，小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度图3422解析小球受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得mgfnmafnqeqvb0所以a故v0时，a最大，amaxg.同样可知，a随v的增大而减小，当a减小到零时v达到最大，故mg(qvmaxbqe)得vmax.答案g6(14分)如图3423所示，一个质量为m、电荷量为q的带电