【2019最新】精选高中物理人教版版选修3-1课时作业：第三章5运动电荷在磁场中受到的力

1、【 2019最新】精选高中物理人教版版选修 3-1课时作业：第三章 5 运动电荷在磁场中受到的力A 组基础巩固 一、单项选择题1. 如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线， 则示波管中的电子束将()A向上偏转B向下偏转C向纸外偏转D向纸里偏转解析：由安培定则可知， 环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断，电子受到的洛伦兹力方向向上，故A 正确答案： A2在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2 倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力()1A变为原来的4B增大为原来的4 倍1C减小为原来的2D

2、增大为原来的2 倍解析：由洛伦兹力的公式FqvB 可知，磁感应强度增大为原来的2欢迎下载。倍，带电粒子受到的洛伦兹力也增大为原来的2 倍答案： D3. 如图所示，在竖直绝缘的水平台上，一个带正电的小球以水平速度 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， 小球仍能落到地面上， 则小球的落点 ()A仍在A 点B在A 点左侧C在A 点右侧D无法确定解析：小球在运动中任一位置的受力如图所示，小球此时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ay <g，故小球在空中做曲线运动的时间将增加，同时水平方向上加速，故落点应在 A 点的右侧，选项 C正确答案： C4. 如

3、图所示，一个带电荷量为 q 的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为 B，若小带电体的质量为 m，为了使它对水平绝缘面恰好无压力，应该()A使 B 的数值增大B使磁场以速率v向上移动C使磁场以速率v向右移动D使磁场以速率v向左移动解析：为使小带电体对水平绝缘面恰好无压力，则应使它受到的洛伦兹力与重力平衡，磁场不动而只增大B，静止的小带电体在磁场里不受洛伦兹力，选项A 错误；磁场向上移动相当于小带电体向下运动，受到的洛伦兹力向右，不可能平衡重力，故选项B 错误；磁场以速率v 向右移动，相当于小带电体以速率v 向左运动，此时洛伦兹力向下，也不可能平衡重力，故选项C错误；磁场以速率 v

4、向左移动，相当于【2019最新】精选高中物理人教版版选修3-课时作业：第三章运动电荷在磁场中受到的力小带电体以速率v 向右运动，此时洛伦兹力向上，当qvBmg时，小带电体对水平绝缘面恰好无压力，则v，故选项 D正确答案： D5.(2018 ·安徽安庆一中测试 ) 如图所示，摆球带有负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，摆球在 A、B 间摆动过程中，由 A 摆到最低点 C 时，摆线拉力大小为 F1，摆球加速度大小为 a1；由 B 摆到最低点 C时，摆线拉力大小为 F2，摆球加速度大小为 a2，则()AF1F2，a1a2 B F1F2，a1a2CF1F2，a1a2

5、DF1F2，a1a2解析：由于洛伦兹力不做功，所以摆球由B到达 C和由 A到达 C点的速度大小相等，由 a可得 a1a2. 当由 A 运动到 C 时，以摆球为研究对象受力分析如图甲所示，F1F洛 mgma当由 B 运动到 C时，受力分析如图乙所示，F2F 洛 mgma由式可得： F1F2，故选项 B 正确答案： B二、多项选择题6(2018 ·江苏淮安高二检测) 关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是()A电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷在电场中一定受电场力作用C电荷所受电场力一定与该处电场方向一致3 / 83 / 8D电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直解析：电荷在电场中一

6、定受电场力作用，但在磁场中，只有电荷运动并且运动方向与磁场方向不平行时才受磁场力作用，A 错，B 对电荷受电场力的方向与电场方向相同或相反，电荷若受磁场力， 则磁场力方向与磁场方向一定垂直，C错， D 对答案： BD7. 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：如果

7、 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对答案： ACD8(2018 ·浙江杭州高二检测 ) 如图所示，匀强电场的方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里， 三个油滴

8、 a、b、c 带有等量同种电荷，【2019最新】精选高中物理人教版版选修3-课时作业：第三章运动电荷在磁场中受到的力其中 a 静止， b 向右做匀速运动， c 向左做匀速运动，比较它们的重力 Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是()AGa最大BGb最大CGc最大DGc 最小解析：由于 a 静止， GaqE，电场力向上，带正电荷，由左手定则可知， b 受洛伦兹力方向向上， GbqE qvB；c 受洛伦兹力方向向下，GcqvBqE，由此可知， Gb>Ga>Gc，故 B、D正确答案： BD三、非选择题9一初速度为零的质子，经过电压为1 880 V 的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0

9、×10 4 T 的匀强磁场中求质子受到的洛伦兹力的大小 ( 质子质量 m1.67 ×10 27 kg ，g 取 10 m/s2)解析：质子的初速度为零，由动能定理得Uqmv2，可得质子进入匀强磁场时的速率v 6.0 ×105 m/s ，由于质子是垂直进入磁场的，按照洛伦兹力的计算公式可以得到FqvB1.6 ×1019×6.0 ×105×5.0 ×104 N 4.8 ×10 17 N.答案： 4.8 ×10 17 NB 组能力提升 一、选择题1如图是电子射线管的示意图 接通电源后，电子射线由阴极沿

10、x 轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向 ) 偏转，在下列措施中可采用的是 ( ) A加一磁场，磁场方向沿 z 轴负方向5 / 85 / 8B加一磁场，磁场方向沿y 轴正方向C加一电场，电场方向沿z 轴负方向D加一电场，电场方向沿y 轴正方向解析：电子由阴极射向阳极，等效电流方向为由阳极流向阴极，根据左手定则判断磁场方向应为沿 y 轴正方向，A 错误，B 正确加电场时，电子受力方向与电场线方向相反， 故电场应沿 z 轴正方向，C、D错误答案： B2.( 多选 ) 如图所示为匀强电场 ( 场强为 E)和匀强磁场( 磁感应强度为 B)共存的场区，方向如图所示一电子

11、沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0 射入场区，则A若 v0，电子沿轨迹运动，出场区时速度B若 v0，电子沿轨迹运动，出场区时速度C若 v0，电子沿轨迹运动，出场区时速度D若 v0，电子沿轨迹运动，出场区时速度()vv0vv0vv0vv0解析：当 qvBqE 时，电子沿直线运动， 此时 v. 当 v0时，洛伦兹力大于电场力，轨迹向下偏转，电场力做负功，动能减小，出场区时速度 vv0，A 错误，B 正确当 v0时，洛伦兹力小于电场力， 电子向上偏转，电场力做正功，出场区时速度vv0，C正确， D错误答案： BC二、非选择题3. 如图所示，在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒

12、OO在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为 . 一质量为 m、带电荷量为 q 的圆环 A 套在 OO棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为，且<tan . 现让圆环 A 由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：【2019最新】精选高中物理人教版版选修3-课时作业：第三章运动电荷在磁场中受到的力(1) 圆环 A 的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2) 圆环 A 能够达到的最大速度为多大？解析：(1) 由于 <tan ，所以环将由静止开始沿棒下滑环 A 沿棒运动的速度为 v1 时，受到重力 mg、洛伦兹力 qv1B、杆的弹力 FN1和摩擦力 Ff1 FN1.根据牛顿第二定律，对圆环 A沿棒的方向： mgsin Ff1 ma垂直棒的方向： FN1qv1Bmgcos 所以当 Ff1 0( 即 FN10) 时， a 有最大值 am，amgsin 此时 qv1Bmgcos mgcos解得 v1qB(2) 设当环 A的速度达到最大值 vm时，环受杆的弹力 FN2，方向垂直于杆向下，摩擦力 Ff2 FN2.此时应有 a0，即 mgsin Ff2在垂直杆方向上FN2mgcos qvmB解得vm错误 !答案： (1)gsin(2)错误 !4质量为 m、带电荷量为 q 的微粒，以速度 v 与水平方向成 45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间