《红对勾》 物理3-1课时作业24 运动电荷在磁场中受到的力.doc

课时作业24运动电荷在磁场中受到的力时间：45分钟分值：100分一、选择题(每小题6分，共48分)1(2008·广东卷)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：本题主要考查了考生对洛伦兹力和安培力的理解当通电直导线放置的方向与匀强磁场的方向平行时，其不受安培力的作用，则A错；安培力是导线中所有电荷所受的洛伦兹力的宏观表现，B正确；由于带电粒子所受的洛伦兹力的方向与粒子的速度方向始终是垂直的关系，因此洛伦兹力不做功，C错误；由左手定则可知，磁场的方向与安培力的方向垂直，D错误答案：B2下列说法正确的是()A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D洛伦兹力对带电粒子不做功答案：D3在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内、电子可能沿水平方向向右做直线运动的是()答案：BC4(2008·北京卷)在如图所示的空间中，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，AB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：C5用绝缘细线悬挂一个质量为m，带电荷量为q的小球，让它处于图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，则磁场的运动速度和方向可能是()Av，水平向右Bv，水平向左Cv，竖直向上 Dv，竖直向下答案：C6如图所示，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；若撤去磁场，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，则下列结论不正确的是()Ax1>x2 Bt1>t2Cv1>v2 Dv1和v2相同答案：C7三个质量相同的质点a、b、c带有等量的正电荷，由静止开始同时从相同的高度落下，下落中b、c分别进入如图所示的匀强电场和匀强磁场中，设它们都能落到地面上，不计空气阻力，则有()A落地时a的动能最大B落地时a和c的速度大小相同Ca和c同时到达地面Dc比a、b质点先到达地面解析：质点a、b、c从开始下落到落地重力做功相同，而b除重力做功外还有电场力做正功，c受洛伦兹力，但洛伦兹力不做功，故落地时b动能最大，a和c动能相同，速度大小相等，A错B对质点a、b在竖直方向均做自由落体运动，历时相同落地，而c在竖直方向运动的加速度小于重力加速度，故c最后落地答案：B8有一段长为L的通电导线，设每米导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们定向移动的平均速率为v，现加一匀强磁场，其方向垂直于直导线，磁感应强度为B，则磁场对这段导线的安培力F为()AnqvLB B. C. D.解析：安培力是电荷所受洛伦兹力的宏观表现每个电荷受洛伦兹力F洛qvB，而长为L的导线中共有nL个电荷，故F安nLF洛nqvLB，A正确答案：A二、解答题(共52分)9(16分)在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上有一质量为m、带电荷量为q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？解析：电场反转前：mgqE电场反转后，小球先沿斜面向下做匀加速直线运动，到对斜面压力减为零时开始离开斜面，此时有：qvB(mgqE)cos小球在斜面上滑行距离为：xat2a2gsin联立得x，所用时间为t.10(16分)如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为UK.式中的比例系数K称为霍尔系数霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上、下两侧之间就会形成稳定的电势差设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e，回答下列问题：(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势_下侧面A的电势(填“高于”“低于”或“等于”)；(2)电子所受的洛伦兹力的大小为_；(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为_；(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数为K，其中n代表导体板单位体积中电子的个数解析：带电粒子进入匀强磁场中，受到洛伦兹力的作用，而发生偏转当上、下侧面有电势差时，在导体中又形成了方向自下而上的匀强电场，电子又要受到电场力的作用若这两个力相互平衡，则电子将做匀速直线运动(1)电子向左移动，由左手定则知，电子受洛伦兹力向上故上侧面A聚积电子，下侧面A聚积正电荷，故上侧面的电势低于下侧面(2)洛伦兹力FevB.(3)电子受静电力eEe.(4)电子受横向静电力与洛伦兹力的作用，两力平衡，有：eevB得：UhvB，通过导体的电流Inevdh则由UK，有hvBKB，得K.答案：(1)低于(2)evB(3)e(4)见解析11(20分)如下图所示，质量为m、带电荷量为q的小球从小孔S处无初速度地进入一个区域足够大的匀强磁场中，磁感应强度为B.求：(1)这个小球在距边界AB垂直距离为多大时，有可能沿水平方向做匀速运动？此时速率多大？(2)小球从进入磁场到做匀速直线运动，重力对小球做了多少功？解析：(1)当小球水平向右做匀速直线运动时，受力平衡qvBmg，解得v由动能定理可知，重力所做的功等于小球动能的增量mghmv2，解得h.(2)小球水平匀速运动时，重力不再做功，这时的动能等于小球进入磁场后，重力所做的功Wmv2.答案：(1)(2)