鲁科版选修31 磁场对运动电荷的作用 课时作业.doc

课时跟踪检测（二十） 磁场对运动电荷的作用1有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()a通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用b安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现c带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功d通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选b导线与磁场平行时不受安培力，a错。洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，c错。通电导线所受安培力的方向与磁场垂直，d错。2如图所示的是表示磁场磁感应强度b、负电荷运动的速度v和磁场对电荷洛伦兹力f的相互关系图，这四个图中画得不正确的是(b、v、f两两垂直)()解析：选d由左手定则可判断a、b、c正确，d错误。3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：选b地球表面的地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电荷，根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力的方向向东，所以相对预定地点稍向东偏，故b正确。4.如图1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1a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解析：选c电子的速度vb，f洛0，电子做匀速直线运动。5.图2中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心o点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()图2a向上b向下c向左 d向右解析：选b根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，可得o点处的磁场方向向左，再根据左手定则判断带电粒子受到的洛伦兹力的方向向下。6.如图3所示，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平向外，有一正离子(不计重力)恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，这种装置称为速度选择器，则()图3a若电子从右向左水平飞入，电子也沿直线运动b若电子从右向左水平飞入，电子将向上偏转c若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏转d若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏转解析：选c正离子在复合场中受向上的电场力和向下的洛伦兹力，二力平衡，正离子做匀速直线运动。若电子从右向左水平飞入，电场力和洛伦兹力均向下，会向下偏转，选项c正确。7.空间存在一匀强磁场b，方向垂直纸面向里，另有一个带正电的点电荷q的电场，如图4所示，一带电荷量为q的粒子以初速度v0从某处垂直电场、磁场入射，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹不可能为()图4a以点电荷q为圆心，以r为半径的在纸平面内的圆周b开始阶段在纸面内向右偏转的曲线c开始阶段在纸面内向左偏转的曲线d沿初速度v0方向的直线解析：选d当电场力大于洛伦兹力时，如果电场力和洛伦兹力的合力刚好提供向心力，选项a可能；如果电场力大于洛伦兹力，其合力大于m，选项c可能；当电场力大于洛伦兹力且其合力小于m或电场力小于洛伦兹力时，选项b可能；由于电场力的方向发生变化，选项d不可能。故选d。8.如图5所示，一块长铜板放在匀强磁场中，磁场方向垂直于铜板向里，铜板上通有自下而上的电流，由于磁场的作用()图5a板左侧聚集较多的电子，使b点电势高于a点电势b板左侧聚集较多的电子，使a点电势高于b点电势c板右侧聚集较多的电子，使b点电势高于a点电势d板右侧聚集较多的电子，使a点电势高于b点电势解析：选a铜板中的电流是由自由电子定向移动而形成的，电流方向向上，说明电子向下运动，由左手定则可判断电子所受洛伦兹力向左，所以电子向下运动的同时将向左偏转而聚集在铜板的左侧，所以b点的电势高于a点电势。故选项a正确。9.如图6所示，摆球带负电，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场方向垂直于纸面向里。摆球在ab间摆动过程中，由a摆动到最低点c时，摆线的拉力为f1，摆球的加速度大小为a1；由b摆动到最低点c时，摆线的拉力为f2，摆球的加速度大小为a2，则()图6af1f2，a1a2 bf1f2，a1a2 df1f2，a1a2解析：选b摆球在ab间摆动时，只有重力做功，机械能守恒，所以摆球由a摆到c点时的速度和由b摆到c点时的速度大小相等，设为v。当由a摆到c点时，摆球受到的洛伦兹力竖直向上，此时有qvbf1mgma1m；当由b摆到c点时，摆球受到的洛伦兹力竖直向下，此时有f2qvbmgma2m。由此可知，a1a2，f1s2cv1v2 dv1v2解析：选bc带正电的小球运动过程中洛伦兹力不做功，据动能定理知，两种情况下均有mghmv2，所以v1v2，故c正确，d错误。带电小球在空中磁场中运动时洛伦兹力的水平分力做正功，竖直分力做负功，两者代数和为零。但水平速度要增加，落地时间增大，所以水平射程s1s2，b正确，a错误。11质量为m、电荷量为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8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：图8(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。解析：(1)微粒做匀速直线运动，可知粒子带正电，受力分析如图所示，qemg，则电场强度e。(2)由于合力为零，则qvbmg，所以b。答案：(1)正电(2)12.如图9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9解析：刚开始运动时受力分析如图所示，由牛顿第二定律得a1g，