山东省专用2018_2019学年高中物理第三章磁场课时跟踪检测十六运动电荷在磁场中受到的力含解析新人教版选修3.doc

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1、课时跟踪检测（十六） 运动电荷在磁场中受到的力1.如图，a是竖直平面P上的一点。P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A向上B向下C向左D向右解析：选A条形磁铁的磁感线方向在a点为垂直P向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A正确。2如图，在OX，OY，OZ组成的直角坐标系中，电子沿着Y轴的正向运动，它产生的磁场在Z轴上A处的方向是()AX方向BY方向CZ方向D都不是解析：选A电子(带负电)沿Y轴正方向运

2、动，形成的电流的方向沿Y轴负方向。根据安培定则，A处的磁场的方向沿X轴的负方向，所以选项A正确。3.在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是()A匀速直线运动B来回往复运动C变速直线运动D曲线运动解析：选A通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，应做匀速直线运动。4多选如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，若小球分别从A点和B点向最低点O运动，则两次经过O点时()A小球的动能相同B丝线所受的拉力相同C小球所受的洛伦

3、兹力相同D小球的向心加速度相同解析：选AD带电小球受到的洛伦兹力及绳的拉力跟速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O点时速度大小不变，动能相同，选项A正确；小球分别从A点和B点向最低点O运动，两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次经过O点时洛伦兹力方向相反，故绳的拉力大小不同，选项B、C错误；由a可知向心加速度相同，选项D正确。5多选如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向下偏，则() A导线中的电流从A流向BB导线中的电流从B流向AC若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中

4、的电流方向来实现D电子束的径迹与AB中的电流方向无关解析：选BC电流的方向与负电荷运动的方向相反，所以阴极射线管内电流的方向向左；由题图可知，电子受到的洛伦兹力的方向向下，所以阴极射线管处的磁场的方向垂直于纸面向里，由安培定则可知，AB中电流的方向由B到A，故A错误，B正确；若要使电子束的径迹向上弯曲，则阴极射线管处的磁场的方向需向外，可以改变AB中的电流方向来实现，故C正确；由以上的分析可知，电子束的径迹与AB中的电流方向有关，故D错误。6多选如图，速度为v0、电荷量为q的正离子(不计重力)恰能沿直线飞出速度选择器，则()A若改为电荷量为2q的正离子(其他条件不变)，离子仍沿直线飞出B若速度

5、变为2v0(其他条件不变)，离子将往上偏C若改为电荷量为q的离子(其他条件不变)，离子将往下偏D若改为电荷量为q的离子，则必须从右侧飞入速度选择器，才能沿直线飞出解析：选AB正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，根据左手定则判断可知，离子受的洛伦兹力方向向上，电场力方向向下，此时洛伦兹力与电场力二力平衡，应该有qv0BqE，即v0BE，该等式与离子的电荷量无关，若只改变电荷量，离子仍沿直线运动，若改为电荷量为q的离子，受到向上的电场力，向下的洛伦兹力，仍满足二力平衡，故从左侧到右侧仍能沿直线飞出，A正确，C、D错误；若速度变为2v0，洛伦兹力增大为原来的2倍，而离子受的洛伦兹力方向向上，电场力不

6、变，所以离子将向上偏转，故B正确。7.截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下列哪种情况()A在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C开始通电时，电子做定向移动并向b偏转D两个表面电势不同，a表面电势较高解析：选A金属导体靠电子导电，金属正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成。应用左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向。也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a表面的作用力，并在a表面进行聚集，由于整个导体是呈电

7、中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b的表面“裸露”出正电荷层，并使b表面电势高于a表面电势。8多选某空间存在着如图甲所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场。在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘。在t10时刻，水平恒力F作用在物块B上，物块A、B由静止开始做加速度相同的运动。在A、B一起向左运动的过程中，以下说法正确的是( )A图乙可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系B图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系C图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系D图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系解析：选CD由题意知物体由静

8、止做匀加速运动，速度vat；那么洛伦兹力：FqvBqBat，洛伦兹力大小随时间t的变化关系图线应过原点，故A错误；物块A对物块B的摩擦力大小fmAa，因为a不变，所以f随时间t的变化保持不变，故B错误；B受到的压力：NmAgqvBmAgqBat，所以随时间在均匀增大，故C正确；B对地面的压力为：N1mAgmBgqvBmAgmBgqBat，所以随时间在均匀增大，故D正确。9.多选如图所示，在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子，通过该区域时未发生偏转，假设电子重力可忽略不计，则在该区域中的E和B的方向可能是()AE竖直向上，B垂直纸

9、面向外BE竖直向上，B垂直纸面向里CE和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同DE和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反解析：选ACD如果E竖直向上，B垂直纸面向外，电子沿图中方向射入后，电场力向下，洛伦兹力向上，二力可能平衡，电子可能沿直线通过E、B共存区域，故A对；同理B不对；如果E、B沿水平方向且与电子运动方向相同，电子不受洛伦兹力作用，但电子受到与E反方向的电场力作用，电子做匀减速直线运动，也不偏转，故C对；如果E、B沿水平方向，且与电子运动方向相反，电子仍不受洛伦兹力，电场力与E反向，即与速度同方向，故电子做匀加速直线运动，也不偏转，故D对。10多选如图所示为磁流体发电机的原理图：将一

10、束等离子体垂直于磁场方向喷入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，两板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表示数为I，下列说法正确的是( )A上极板A带负电 B两极板间的电动势为IR C板间等离子体的内阻为RD板间等离子体的电阻率为解析：选ACD大量带正电和带负电的微粒进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集到B板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集到A板上，故B板相当于电源的正极

11、，A板相当于电源的负极，故A正确；由闭合电路的欧姆定律可知，两极板间的电动势为I(Rr内)，选项B错误；根据qvBq得，EBdv，根据欧姆定律得，rRR，选项C正确；由电阻定律，R，则电阻率，故D正确。11如图所示，斜面上表面光滑绝缘，倾角为，斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一个质量为m、带电荷量为q的小球在斜面上被无初速度释放，假设斜面足够长，则小球从释放开始，下滑多远后离开斜面。解析：小球沿斜面下滑，在离开斜面前，受到洛伦兹力F垂直斜面向上，其受力分析如图：沿斜面方向：mgsin ma垂直斜面方向：FFNmgcos 0其中洛伦兹力为：FBqv设下滑x远离开斜面，此时

12、斜面对小球的支持力FN0，那么下滑的距离为：v22ax联立以上解得：x。答案：12如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上。已知同位素离子的电荷量为q(q0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响。(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。解析：(1)能从速度选择器射出的离子所受电场力与洛伦兹力平衡，即满足qE0qv0B0所以v0(2)离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则有xv0t，Lat2由牛顿第二定律得qEma联立以上各式解得x 。答案：(1)(2)x