2022年高中物理第章静电场磁场对电流和运动电荷的作用第节磁场对运动电荷的作用学业分层测评鲁科版选修- .pdf

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1、1 磁场对运动电荷的作用(建议用时： 45 分钟) 学业达标 1关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是( ) A安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力B安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷一定不做功C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D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运动状态【解析】安培力和洛伦兹力都是磁场力，A错误洛伦兹力永远与电荷运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，安培力是洛伦兹力的宏观表现，它虽然对引起电流的定向移动的电荷不做功，但对导线是可以做功的，B正确电荷运动方向与磁感线方向在同一直线上时，运动电荷不受洛伦兹力作用，而此处磁感应强度不

2、为零，C错误洛伦兹力不改变带电粒子的速度大小，但改变速度的方向，D错误【答案】B 2带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是( ) A洛伦兹力对带电粒子做功B洛伦兹力不改变带电粒子的动能C洛伦兹力的大小与速度无关D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【解析】根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A 错， B 对根据fqvB，可知洛伦兹力大小与速度有关洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向，不改变速度的大小【答案】B 3如图中所示的是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对电荷洛伦兹力F的相互关系图，这四个图中画得不正确的是(B、v、F两两垂直 )( ) 【解

3、析】由左手定则可知，A图洛伦兹力竖直向上，B 图洛伦兹力水平向左，C 图洛伦兹力水平向左，D图洛伦兹力垂直纸面向里，故只有D项符合题意，选D. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2 【答案】D 4初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，长直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图6-2-5 所示，则 ( ) 【导学号： 34660139】图 6-2-5A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C

4、电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变【解析】由安培定则可知，通电导线右方磁场方向垂直纸面向里，则由左手定则可判知电子所受洛伦兹力的方向向右，所以电子向右偏转；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变， A正确【答案】A 5一个单摆摆球带正电，在水平匀强磁场中振动振动平面与磁场垂直，如图6-2-6所示，图中C点为摆球运动的最低点，摆球向右运动和向左运动通过C点时，以下说法中正确的是 ( ) 图 6-2-6A受到的洛伦兹力相同B悬线对摆球的拉力相等C具有相同的动能D具有相同的速度【解析】摆球摆动过程中只有重力做功，洛伦兹力和线的拉力均不做功因此通过C点时速率相同，方向相反所受洛伦兹力大小

5、相等、方向相反. 选项 A、D 错， C 正确再对球在C点应用牛顿第二定律可判断选项B错误【答案】C 6带电油滴以水平向右速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图6-2-7 所示，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 3 若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是( ) 【导学号： 34660140】图 6-2-7A油滴必带正电荷，电荷量为mgv0BB油滴必带正电荷，荷质比qmgv0BC油滴必带负电荷，电荷

6、量为mgv0BD油滴带什么电荷都可以，只要满足qmgv0B【解析】由于带电的油滴进入磁场中恰做匀速直线运动且受到的重力向下，洛伦兹力方向必定向上由左手定则可知油滴一定带负电荷，且满足mgqv0B0. 所以qmgv0B，故C正确【答案】C 7如图 6-2-8 所示，三个相同的带负电的小球从同一高度开始自由下落，其中a直接落地，b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区，c下落时经过一个水平方向( 垂直纸面向里 ) 的匀强磁场区不计空气阻力，设它们落地速度大小分别为va、vb、vc，则 ( ) 图 6-2-8AvavbvcBvavbvcCvavbvcDvavcvb【解析】a球下落过程中，只受重力，重

7、力做正功，落地速度va；b球下落过程中受重力和电场力作用，且重力和电场力都做正功，所以落地速度vbva；c球下落过程中受重力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，只有重力做功，所以落地速度vcva，故vavcvb，D 正确【答案】D 8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 104T， 方向由南指向北， 如果有一速度v5.0 105m/s 的质子 ( 带电荷量q1.6 1019 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？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

8、- - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 4 【解析】根据左手定则知，质子受向东方向的洛伦兹力，故向东偏转FqvB1.6 10 195.0 1051.2 104 N 9.6 1018 N. 【答案】9.6 1018 N 向东 能力提升 9如图 6-2-9 所示，表面粗糙的斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为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( ) 【导学号： 34660141】图 6-2-9A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

9、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】据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，C对随着滑块速度的变化， 洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小发生变化， A错B越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理， 滑块到达地面时的动能就越小，B错由于开始滑块不受洛伦兹力时就能下滑，无论B多大，滑块都不可能静止在斜面上，D错【答案】C 10(多选 ) 如图 6-2-10 所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管在水平拉力F作用下， 试管向右匀速运动，带

10、电小球能从试管口处飞出，则( ) 图 6-2-10A小球带负电B小球的运动轨迹是一条抛物线C洛伦兹力对小球做正功D维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 5 【解析】由左手定则可判断小球带正电，A错误；洛伦兹力与速度方向总垂直，洛伦兹力对小球不做正功，C错误；洛伦兹力在F反方向上的分量逐渐增大，故维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大， D正确；沿试管方向洛伦兹力的分量不变，小球沿试管匀加速

11、运动，小球向右匀速运动的同时沿试管匀加速运动，轨迹为抛物线，B正确【答案】BD 11如图 6-2-11 所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m、带电荷量为q的微粒以速度v与磁场垂直、 与电场成45角射入复合场中恰能做直线运动，求电场强度E和磁感应强度B的大小【导学号： 34660142】图 6-2-11【解析】由于带电粒子所受洛伦兹力与v垂直，电场力的方向与电场线平行，所以微粒还受重力作用才能做直线运动若微粒带负电， 则电场力水平向左，则它所受的洛伦兹力F就应向右下方与v垂直，这样粒子就不能做直线运动，所以微粒应带正电，画出受力情况如图所示根据合力为零可得mgqvB

12、sin 45 qEqvBcos 45 由式得B2mgqv由联立得Emgq. 【答案】EmgqB2mgqv12如图 6-2-12 所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交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，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 6 图 6-2-12【解析】小球受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得mgFNma FNqEqvB0 所以amgqvBqEm故v0 时，a最大，amaxgqEm. 同样可知，a随v的增大而减小， 当a减小到零时v达到最大，故mg(qvmaxBqE) 得vmaxmgqBEB. 【答案】gqEmmgqBEB名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -