《研究洛伦兹力》同步练习4

1、研究洛伦兹力 洛伦兹力与现代技术 一、单项选择题 有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是 ( ) 电荷在磁场中一定受磁场力的作用 电荷在电场中一定受电场力的作用 电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致 电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向平行 解析： 电荷在电场中一定受电场力作用；如果粒子速度方向与磁场线平行，则粒子不受洛伦兹力作 用但如果粒子速度方向不与磁场线平行，则一定受到洛伦兹力作用 答案： 电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如右 图所示，则电子束在螺线管中做 ( ) 匀速直线运动 匀速圆周运动 加速减速交替的运动 来回振动

2、解析： 电子速度方向与磁场线平行，则粒子不受洛伦兹力作用，所以电子以原来的速度运动 答案： 下图的四种情况中，对各粒子受洛伦兹力方向的描述，不正确的是 ( ) 垂直于向上 垂直纸面向外 垂直纸面向里 垂直纸面向里 解析： 根据左手定则得选项是 答案： 如右图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将 ( ) 向上偏转向下偏转 向纸外偏转向纸里偏转 解析： 电流上方的磁场方向是垂直纸面向外，电子带负电，根据左手定则得答案为 . 答案： 二、双项选择题 极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原 有运动方向，向两极做螺旋运动而形成

3、的科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转 半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关 ( ) 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 空气阻力做负功，使其动能减小 南、北两极的磁感应强度增强 太阳对粒子的引力做负功 答案： 如右图所示，一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为，轨道 平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并 不因此而改变，则 ( ) 若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于 若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于 若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于 若磁场方向指向纸外，质点运动的周

4、期将小于 解析： 当磁场方向指向纸里时，由左手定则可知电子受到背离圆心向外的洛伦兹力，向心力变小，由 =可知周期变大，对错同理可知，当磁场方向指向纸外时电子受到指向圆心的洛伦兹力，向心力变大， 周期变小，错对 答案： 如图所示，一带电粒子 (重力不计 )在匀强磁场中沿图中所示轨迹运动，中央是一块薄绝缘板，粒子 在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知 () 粒子的运动方向是 粒子的运动方向是 粒子带正电 粒子在下半周所用时间比上半周长 解析：由=可知=，因粒子在穿过板后速度减小，则粒子的半径减小，故说明粒子是由下向上穿过， 故运动方向为 ; 故错误，正确；粒子受力指向圆心，则由左手定则可知粒子应带正

5、电，故对；因粒子转动 的周期=，在转动中磁场强度及质量没有变化，故周期不变，而由图可知，粒子在上下都经过半个周期， 故时间相等；故错误；故选 . 答案： 如右图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场 中质量为、带电荷量为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 ( ) 滑块受到的摩擦力不变 滑块到达地面时的动能与的大小有关 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 很大时，滑块可能静止于斜面上 解析：由左手定则知正确而=( 0 +)要随速度增加而变大，错误若滑块滑到斜面底端已 达到匀速运动状态，应有=0，可得=(0，卩)0)，可看到随

6、的增大而减小若滑块滑到斜面底端时 还处于加速运动状态，则在越强时，越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，正确当 滑块能静止于斜面上时应有0 =卩0,即卩=0,与的大小无关，错误. 答案： 三、非选择题 ( 按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须 明确写出数值和单位 ) . 如右图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在水平的轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感 应强度为，方向垂直平面向里，电场线平行于轴一质量为、电荷量为的带正电的小球，从轴上的点水平 向右抛出，经轴上的点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从轴上的点第一次离开电场和磁场，之间 的距

7、离为，小球过点时的速度方向与轴正方向夹角为0.不计空气阻力，重力加速度为，求： () 电场强度的大小和方向 () 小球从点抛出时初速度的大小 () 点到轴的高度 . 解析：()小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有：=， =， 重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直 向上 ()小球做匀速圆周运动，为圆心，为弦长，/=0, 如图所示设半径为，由几何关系知： =0, 小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为，有： =， 由速度的合成与分解知：=0, 由式得：=0 . ()设小球到点时的竖直分速

8、度为，它与水平分速度的关系为=0， 由匀变速直线运动规律知：=， 由式得：=. 答案： () 方向竖直向上 ()0() .如图所示，一电子束(电子电量为)以水平速度U垂直于磁感应强度为的匀强磁场中(磁场方向垂直 于纸面向里 ) ，穿过磁场时，电子水平位移为，速度方向与进入磁场时的速度方向成角，则： () 电子的质量是多少？ () 穿过磁场的时间是多少？ 解析： () 电子进入磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹如图 根据几何知识可知：电子轨迹的圆心角等于速度的偏向角，可知圆心角0 =,且有轨迹半径=0)= 由=得= ()电子运动的周期为= 电子穿过磁场的时间是= 答案： () () 电子(不计重力 )自静止开始经、板间 (两板间电压为 )的电场加速后从点垂直于磁场边界射入宽度为 的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置偏离入射方向的距离为， 如图所示 (已知电子的质量为， 电量为 )求： () 电子在加速电场中加速后获得的速度； () 匀强磁场的磁感应强度； () 电子在磁场中的运动时间 解析：()电子在、间加