人教版高中物理选修3-1作业：3-5 运动的电荷在磁场中受到的力

1、 课后作业45分钟一、选择题(8×5，共40分)1如图8所示，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有如图方向的电流，a、b是铜板左、右边缘的两点，则()图8A电势a>bB电势b>aC电流增大时，|ab|增大D其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样解析：电流向上，则自由电子向下运动，由左手定则可判断出电子向a侧积聚，b>a，B正确；电流增大时，电子运动速度v增大，待稳定时qqvB，其中d为铜板宽度，得UbadvB，即|ab|dvB，C正确；若将铜板改为NaCl水溶液，由于NaCl水溶液中定向移动的是正、负离子，由左手定则可判断出正、负离

2、子均向a侧积聚，结果ab，D错误答案：BC2一个长螺线管中通有大小和方向都不断变化的电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，若不计重力，粒子将在管中()A做圆周运动B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动D做匀速直线运动解析：带电粒子平行磁场方向飞入并不受磁场力作用答案：D图93在如图9所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向，磁感应强度为B的匀强磁场一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动据此可以判断出()A质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小；沿z轴正方向电势升高B质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能增大；沿z轴正方向电势降低C质子所受电场力大小等于

3、evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势升高D质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势降低解析：考查带电粒子在电场、磁场中的运动及受力特点因为质子在电磁场中匀速运动，故电场力并未对质子做功，故电势能不变，A、B错；因质子做匀速运动，所受电场力与洛伦兹力相等，由左手定则可知洛伦兹力方向沿z轴正方向，所以电场力方向应沿z轴负方向，质子带正电，故可确定电场方向沿z轴负方向，因此沿z轴正方向电势升高，C项正确答案：C4电子在匀强磁场中做匀速圆周运动下列说法正确的是()A速率越大，周期越大B速率越小，周期越大C速度方向与磁场方向平行D速度方向与磁场方向垂直解析：本题主要考查带电

4、粒子在磁场中运动的知识带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，向心力是由洛伦兹力提供的，因此由牛顿第二定律得：fBqv，又T.所以得T，由此可以确定，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与速率无关，则A、B错；由左手定则可确定带电粒子匀速圆周运动时，速度的方向与磁场的方向是垂直的关系，则C错D对答案：D5如图10所示，带正电的小球通过绝缘柄固定在A处，匀强磁场方向垂直纸面向里若将匀强磁场向右水平平移，则有关洛伦兹力的分析，正确的是()图10A由于带电小球静止，所以它不受洛伦兹力B小球会受到洛伦兹力，其方向向上C小球会受到洛伦兹力，其方向向下D若磁场沿垂直纸面方向平移，则小球不受洛伦兹力作用解析：受洛

5、伦兹力的运动电荷的速度不是相对地面的，而是相对于磁场的由此可知，以磁场为参考系来分析该小球的受力是巧解本题的关键答案：CD6下列有关带电粒子运动的说法中，正确的是(不计重力)()A沿着电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化B沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定变化C垂直于电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化D垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定不变解析：沿着电场线方向飞入匀强电场的带电粒子，动能一定变化，但沿着磁感线方向飞入匀强磁场，由于不受洛伦兹力作用，动能一定不变；若垂直于电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化，但垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能不变，所以A、C、D对，B错答案：ACD图1

6、17如图11所示，一个带正电荷的小球沿光滑水平绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速度大小为v1；若撤去磁场而其余条件不变时，小球飞行的时间为t2，水平射程为s2，着地速度大小为v2，则()As1>s2Bt1>t2Cv1>v2 Dv1v2图12解析：没有磁场时，小球飞落过程为平抛运动当空间有匀强磁场时，分析小球飞落过程中任一位置受力情况如图12所示由于时刻与瞬时速度垂直的洛伦兹力对小球竖直分运动的影响，在同样落差下与平抛运动只受重力作用相比，小球落地时间加长，所以t1>t2.从洛伦兹力对水平分运动的影响可知，小

7、球水平分速度将比平抛时加大，而且又有t1>t2，则必有s1>s2.由于洛伦兹力做功为零，而两种情况下重力对小球做功相等，所以落地速度大小相同，即v1v2，当然两种情况下小球落地时速度的方向不同答案：ABD8如图13所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中质量为m、带电量为Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()图13A滑块受到的摩擦力不变B滑块到达地面时的动能与B的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下DB很大时，滑块可能静止于斜面上解析：带电量为Q的小滑块从斜面顶端开始下滑的过程中，所受的洛伦兹力的方向垂直

8、斜面向下，因此，滑块与斜面的压力增大，滑块受到的摩擦力增大，滑块到达地面的状态存在多种可能性，因此，其动能与B的大小有关，B很大时，滑块可能在斜面上匀速运动，但不可能静止于斜面上答案：C二、非选择题(9、10题各10分，11、12题各20分，共60分)9如图14阴极射线是从射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是_如图14，若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将_(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏转图14解析：电子的偏转方向可由左手定则判断答案：电子向下图1510一种测量血管中血流速度仪器的原理如图15所示，在动脉血管左右两侧加有匀强磁场，上下两

9、侧安装电极并连接电压表，设血管直径是2.0 mm，磁场的磁感应强度为0.08 T，电压表测出的电压为0.10 mV，则血流速度大小为_m/s.(取两位有效数字)解析：血液中的运动电荷在洛伦兹力作用下偏转，在血管壁上聚集，在血管内形成一个电场，其方向与磁场方向垂直，运动电荷受的电场力与洛伦兹力平衡时，达到了一种稳定状态qqvB，所以v0.63 m/s.答案：0.63图1611一质量为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16所示，用绝缘的方法使小球位于与悬线呈水平的位置A，然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二

10、次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2.解析：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mglmv，得vc在C点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图17甲所示图17由牛顿第二定律有FT1F洛mgm，又F洛qvcB，所以FT13mgqB同理可得小球第二次经过C点时，受力情况如图17乙所示得FT23mgqB.答案：3mgqB3mgqB12如图18所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m，带电荷量是q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向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