2019-2020学年高中物理 第3章 磁场 第5节 研究洛伦兹力课后提能训练 粤教版选修3-1

1 第第 5 5 节节 研究洛伦兹力研究洛伦兹力 基础达标 一 选择题 在每小题给出的四个选项中 第 1 4 题只有一项符合题目要求 第 5 6 题有多项符合题目要求 1 下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的判断不正确的 是 a 洛伦兹力方向竖直向上b 洛伦兹力方向垂直纸面向里 d 洛伦兹力方向垂直纸面向外 c 粒子带负电 答案 c 解析 根据左手定则可知 a 图中洛伦兹力方向应该竖直向上 b 图中洛伦兹力方向 垂直纸面向里 c 图中粒子带正电 d 图中洛伦兹力方向垂直纸面向外 故 a b d 正确 c 错误 2 一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动 现将该磁场的磁感应强度增大一倍 则带电粒子受到的洛伦兹力 a 增大两倍b 增大一倍 c 减小一半d 依然为零 答案 d 解析 本题考查了洛伦兹力的计算公式f qvb 注意公式的适用条件 若粒子速度 方向与磁场方向平行 洛伦兹力为零 故 a b c 错误 d 正确 3 在学校操场的上空停着一个热气球 从它底部脱落一个塑料小部件 下落过程中由 于和空气摩擦而带负电 如果没有风 那么它的着地点会落在热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 在北半球 地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北 塑料小部件带负电 根据左手定则可得塑料小部件受到向西的洛伦兹力 故向西偏转 b 正确 4 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 2 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 电子的速度v b f洛 0 电子做匀速直线运动 5 2017 广东普宁校级模拟 如图 长方体玻璃水槽中盛有 nacl 的水溶液 在水槽 左 右侧壁内侧各装一导体片 使溶液中通入沿x轴正向的电流i 沿y轴正向加恒定的 匀强磁场b 图中a b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面 a a处电势高于b处电势 b a处离子浓度大于b处离子浓度 c 溶液的上表面电势高于下表面的电势 d 溶液的上表面处的离子浓度等于下表面处的离子浓度 答案 bd 解析 电流向右 正离子向右运动 磁场的方向是竖直向上的 根据左手定则可以 判断 正离子受到的洛伦兹力的方向是向前 即向a处运动 同理 可以判断负离子受到 的洛伦兹力的方向也是指向a处的 所以a处整体不带电 a的电势和b的电势相同 所 以 a 错误 由于正负离子都向a处运动 所以a处的离子浓度大于b处离子浓度 所以 b 正确 离子都向a处运动 并没有上下之分 所以溶液的上表面电势等于下表面的电势 溶液的上表面处的离子浓度也等于下表面处的离子浓度 所以 c 错误 d 正确 6 2017 湖南怀化校级模拟 质量为m 带电量为q的小物块 从倾角为 的光滑 绝缘斜面上由静止下滑 整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中 磁感应强度为b 如 图所示 若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零 下面说法中正确的是 a 小物块一定带有正电荷 b 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 c 小物块在斜面上运动时做加速度增大 而速度也增大的变加速直线运动 d 小物块在斜面上下滑过程中 当小物块对斜面压力为零时的速率为 mgcos qb 3 答案 bd 解析 带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零 知洛伦兹力的方向垂直于 斜面向上 根据左手定则知 小球带负电 故 a 错误 小球在运动的过程中受重力 斜面 的支持力 洛伦兹力 合外力沿斜面向下 大小为mgsin 根据牛顿第二定律知 a gsin 小球在离开斜面前做匀加速直线运动 故 b 正确 c 错误 当压力为零时 在垂直于斜面方向上的合力为零 有mgcos qvb 解得v 故 d 正确 mgcos qb 二 非选择题 7 如图所示 一带正电的滑环套在水平放置且足够长的粗糙绝缘杆上 整个装置处在 如图所示的匀强磁场中 现给环一个水平向右的初速度 使其运动 试分析环在杆上可能 的运动情况并说明相关的条件 解析 给滑环套一个初速度 将受到向上的洛伦兹力 还受重力 可能有向后的滑 动摩擦力 1 若重力小于洛伦兹力 滑环受到向下的弹力 则受到摩擦力 做减速运动 当洛伦 兹力等于重力时 又做匀速运动 2 若重力大于洛伦兹力 滑环受到向上的弹力 则受到摩擦力 将做减速运动 最后 速度为零 3 若洛伦兹力等于物体的重力 滑环将做匀速直线运动 答案 可能存在的运动状态为 匀速运动 先减速后匀速运动 一直减速到零 8 2017 长清校级期中 地球的磁场可以使太空来的宇宙射线发生偏转 已知北京上 空某处的磁感应强度为 1 2 10 4 t 方向由南指向北 如果有一速度v 5 0 105 m s 的质子 带电荷量q 1 6 10 19 c 竖直向下运动 则质子受到的洛伦兹力多大 向哪个 方向偏转 解析 当速度与磁场方向垂直时 则由f bqv 代入数据 解得 f 1 2 10 4 1 6 10 19 5 105 n 9 6 10 18 n 根据左手定则 知f向东 答案 9 6 10 18 n 向东偏转 能力提升 9 显像管原理的示意图如图所示 当没有磁场时 电子束将打在荧光屏正中的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 若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点 下列变化的磁场能够使 电子发生上述偏转的是 4 ab cd 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 b t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b t图的图线应在t轴上方 a 正确 10 多选 如图所示 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 一带负电微粒由a点以一定初速度进入电磁场并刚好能沿ab直线 向上运动 下列说法正确的是 a 微粒的动能一定增加 b 微粒的动能一定减少 c 微粒的电势能一定减少 d 微粒的机械能一定增加 答案 cd 解析 带负电的粒子在正交的电磁场中沿ab做直线运动 如果粒子只受电场力和洛 伦兹力作用 如图 则物体必做加速运动 如果速度变化 洛伦兹力的大小变化 洛伦兹 力与电场力的合力方向必定发生变化 物体会做曲线运动 因此粒子必定受到重力作用 且重力 洛伦兹力 电场力三个力平衡 粒子做匀速直线运动 粒子的动能不变 a b 项 错误 运动过程中电场力做正功 电势能减少 c 项正确 重力做负功 重力势能增加 因此机械能增加 d 项正确 11 质量为m 带电荷量为 q的小球 用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向 里的匀强磁场中 磁感应强度为b 如图所示 用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的 位置a 然后由静止释放 小球运动的平面与b的方向垂直 求小球第一次和第二次经过 最低点c时悬线的拉力ft1和ft2 5 解析 小球由a运动到c的过程中 洛伦兹力始终与v的方向垂直 对小球不做功 只有重力做功 由动能定理有mgl mv 1 22c