物理新人教选修31《磁场对运动电荷的作用力》课时练习.doc

物理：新人教选修3-1 磁场对运动电荷的作用力课时练习1.如图3516所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴P恰好处于静止状态，那么以下说法正确的选项是()图3516A假设撤去磁场，P可能做匀加速直线运动B假设撤去电场，P一定做匀加速直线运动C假设给P一初速度，P可能做匀速直线运动D假设给P一初速度，P一定做曲线运动解析：选C.假设撤去磁场，油滴在重力和电场力作用下仍处于平衡状态，故A错；假设撤去电场，P在重力作用下竖直向下加速，同时P又受到洛伦兹力作用，而洛伦兹力垂直速度方向，故P做曲线运动，B错；假设所给初速度方向与磁场方向平行，油滴只受重力和电场力作用处于平衡状态，做匀速直线运动，否那么做曲线运动，故C正确，D错误2.如图3517所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑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x1，着地速度大小为v1；假设撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.那么以下结论不正确的选项是()图3517Ax1x2Bt1t2Cv1v2 Dv1和v2相同答案：CD3.如图3518所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒AB从高h处自由下落，那么()图3518AA端先着地BB端先着地C两端同时着地D以上说法均不正确解析：选B.AB棒中自由电子随棒一起下落，有向下的速度，并受到向左的洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，B端带正电A端受到向上静电力，B端受到向下静电力，B端先着地4.长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图3519所示，那么下面说法正确的选项是()图3519A金属块上下外表电势相等B金属块上外表电势高于下外表电势C金属块上外表电势低于下外表电势D无法比拟两外表的电势上下答案：B5用绝缘细线悬挂一个质量为m，带电荷量为q的小球，让它处于如图3520所示的磁感应强度为B的匀强磁场中由于磁场的运动，小球静止在如图位置，这时悬线与竖直方向夹角为，并被拉紧，那么磁场的运动速度和方向是()图3520Av，水平向右Bv，水平向左Cv，竖直向上Dv，竖直向下答案：C6如图3521所示，相距为d的两平行金属板水平放置，板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，闭合开关S，一个带电粒子恰能以水平速度v向右匀速通过板间区域，假设不计粒子重力，要使带电粒子仍能匀速通过板间区域，以下说法正确的选项是()图3521A把两板间距离减小一半，同时把粒子速率增加一倍B把两板间距离增大一倍，同时把板间磁感应强度增大一倍C断开S，板间距离增大一倍，同时板间磁感应强度减小一半D断开S，板间距离减小一半，同时把粒子速率减小一半答案：A7如图3522所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的地板上，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，用水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速阶段()图3522A甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B甲、乙两物块间的摩擦力不断减小C甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D乙物块与地面间的摩擦力不断增大解析：选BD.甲受洛伦兹力向下，随v增大而增大，乙与地面之间摩擦力为Ff滑FN地，FN地增加，Ff滑增大，a减小，所以甲、乙间摩擦力为Ff静m甲a，减小8.如图3523所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如下图的匀强磁场B中现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，那么滑环在杆上的运动情况可能是()图3523A始终做匀速运动B开始做减速运动，最后静止于杆上C先做加速运动，最后做匀速运动D先做减速运动，最后做匀速运动解析：选ABD.带电滑环向右运动所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关由于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力等于重力时，那么滑环做匀速运动；(2)当洛伦兹力小于重力时，滑环将做减速运动，最后停在杆上；(3)当洛伦兹力开始时大于重力时，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压力为零时，摩擦力为零，滑环做匀速运动9如图3524所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速率大小不一当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：图3524(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是向外？(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?解析：(1)由题图可知，平行板产生的电场强度E方向向下，使带负电的电子受到的电场力FEeE方向向上假设没有磁场，电子束将向上偏转为了使电子能够穿过小孔S，所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的根据左手定那么分析得出，B的方向垂直于纸面向里(2)电子受到的洛伦兹力为FBevB，它的大小与电子速率v有关只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子，才可沿直线KA通过小孔S.据题意，能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evBeE，解得：v.又因为E，所以v，将U300 V，B0.06 T，d0.05 m代入上式，得v105 m/s即只有速率为105 m/s的电子可以通过小孔S.答案：(1)向里(2)105 m/s10如图3525所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直假设小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为，那么小球下滑的最大速度和最大加速度分别为多少？图3525答案：g11如图3526所示，套在很长的绝缘直棒上的带正电的小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E，磁感应强度为B，小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(设小球电荷量不变)图3526解析：小球下滑的开始阶段受力情况如图甲所示，根据牛顿第二定律有：mgFNma，且FNF电F洛qEqvB，当v增大到使F洛F电，即v1时，摩擦力F0，那么amaxg.当v>v1时，小球受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律有：mgFNma，且FNF洛qE，F洛qvB，当v大到使摩擦力Fmg时，a0，此时v到达最大值，即：mg(qvmaxBqE)，所以vmax.答案：g12如图3527所示，质量为m1 kg、带正电q5×102C的小滑块，从半径为R0.4 m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中E100 V/m，水平向右；B1 T，方向垂直纸面向里求：图3527(1)滑块m到达C点时的速度；(2)在C点时滑块对轨道的压力解析：以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；电场力FEqE，水平向右；洛伦兹力FBqvB，方向改变(1)滑动过程中洛伦兹力FBqvB不做功，由动能定理得：mgRqERmv.所以vC 2(m/s)(2)在C点时滑块受四个力作用，如下图，由牛顿第二定律与圆周运动知识得：来FNmgqvCBm.所以FNmgqvCBm(1×105×102×1×21×)N20.1 N.由牛顿第三定律知，滑块在C点处对轨道压力FNFN20.1 N.答案：(1)2 m/s(2)20.1 N