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文档简介
1、单元小结练 磁场对电流或运动电荷作用的综合训练(限时:45分钟)1关于电场力与洛伦兹力,以下说法准确的是( )A电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力B电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线和磁感线上D只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用答案 D解析 静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错;即使电场力对电荷能够做功,但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力做功为零,B错;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错只有D是准确的2. 在磁感应强度为B0、方向竖直
2、向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里如图1所示,A、B、C、D是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中( )图1AB、D两点的磁感应强度大小相等BA、B两点的磁感应强度大小相等CC点的磁感应强度的值最大DB点的磁感应强度的值最大答案 A解析 由安培定则可判断通电直导线在C点的磁感应强度方向与B0的方向相反,B、D两点的磁感应强度方向与B0垂直,故B、D两点磁感应强度大小相等,A点的磁感应强度方向与B0相同,由磁场的叠加知A点的合磁感应强度最大故只有A项准确3. 如图2所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板从圆形磁
3、场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子,不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动,以下说法准确的是( )图2A只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上B对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心C对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,时间也越长D只要速度满足v,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上答案 D解析 当vB时,粒子所受洛伦兹力充当向心力,做半径和周期分别为R,T的匀速圆周运动;只要速度满足v,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上,选项D准确4. 如图3所示,在竖直绝缘的平台上,一个带正电的小球以水平速度
4、v0抛出,落在地面上的A点,若加一垂直纸面向里的匀强磁场,则小球的落点( )图3A仍在A点B在A点左侧C在A点右侧D无法确定答案 C解析 加上磁场后,洛伦兹力虽不做功,但能够改变小球的运动状态(改变速度的方向),小球做曲线运动,在运动中任一位置受力如图所示,小球受到了斜向上的洛伦兹力的作用,小球在竖直方向的加速度ayr2并相切于P点,设T1、T2,v1、v2,a1、a2,t1、t2,分别表示1、2两个质子的周期,线速度,向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间,则()图9AT1T2 Bv1v2Ca1a2 Dt1r2则v1v2.B错误由a,T,得av,则a1a2,C正
5、确又两质子的周期相同,由题图知质子1从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所转过的圆心角比质子2小,由tT知,t1t2,D正确11. 在倾角30的斜面上,固定一金属框,宽l0.25 m,接入电动势E12 V、内阻不计的电池垂直框面放置一根质量m0.2 kg的金属棒ab,它与框架间的动摩擦因数,整个装置放在磁感应强度B0.8 T、垂直框面向上的匀强磁场中,如图10所示当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(框架与金属棒的电阻不计,g取10 m/s2)图10答案1.4 R8.0 解析金属棒受到四个力作用:重力mg、垂直框面向上的支持力FN、沿框面向上的安培力F安及沿框面的
6、静摩擦力Ff.金属棒静止在框架上时,静摩擦力Ff的方向可能沿框面向上,也可能沿框面向下,需分两种情况考虑:(1)当滑动变阻器R取值较大时,I较小,安培力F安较小,在金属棒重力分量mgsin 作用下金属棒有沿框面下滑的趋势,金属棒所受静摩擦力Ff沿框面向上,受力情况如图所示此时金属棒刚好不下滑,满足平衡条件:Blmgcos mgsin 0解得Rmax8.0 (2)当滑动变阻器R取值较小时,I较大,安培力F安较大,会使金属棒产生上滑的趋势,因此金属棒所受静摩擦力Ff沿框面向下,如图所示此时金属棒刚好不上滑,满足平衡条件:Blmgcos mgsin 0解得Rmin1.4 所以要使金属棒静止在框架上,
7、滑动变阻器R的取值范围为1.4 R8.0 12如图11所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OP为分界线,在区域a中,磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里;在区域b中,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,P点坐标为(4l,3l)一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入区域b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力(sin 370.6,cos 370.8)求:图11(1)粒子从P点运动到O点的时间最少是多少?(2)粒子运动的速度可能是多少?答案(1)(2)(n1,2,3,)解析(1)设粒子的入射速度为v,用Ra、Rb、Ta、Tb分别表示粒子在磁场a区和b区运动的轨道半径和周期,则:Ra,Rb,Ta,Tb粒子先从b区运动,后进入a区运动,然后从
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