【三维设计】运动电荷在磁场中受到的力

1、高考资源网（） 您身边的高考专家一、单项选择题1关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是()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会受到洛伦兹力的作用答案：D2匀强磁场中一个运动的带电粒子，受到洛伦兹力F的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是()A粒子带负电，向下运动B粒子带负电，向左运动C粒子带负电，向上运动D粒子带正电，向右运动解析：选A.据左手定则，让磁感线穿过掌心，拇指指向F的方向，可判断出四

2、指向上，这样存在两种可能：粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动，故A正确，B、C、D错误3初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则()A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C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：选A.由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子将向右偏转，由于洛伦兹力不做功，电子速率不变4如图是电子射线管示意图接通电源后，电子射线由阴极沿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

3、场方向沿z轴负方向B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：选B.电子沿x轴正方向运动，则电流沿x轴负方向；要使电子偏向z轴负方向，则电子所受洛伦兹力或电场力应沿z轴负方向；由此可知磁场方向沿y轴正方向或电场方向沿z轴正方向故选B.5如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，所加匀强电场的方向为()A沿y方向B沿y方向C沿x方向D因不知粒子的正负，无法确定解析：选B.若粒子带正电，由左手定则可知洛伦兹力方向沿y轴的正方向，要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，电场力与

4、洛伦兹力一定等大、反向，则电场方向应沿y轴的负方向；若粒子带负电，同理可知电场方向仍沿y轴的负方向故选B.6如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率与未加磁场时相比()A变大B变小C不变 D条件不足，无法判断解析：选B.加上匀强磁场后，物体向下运动时受到一个垂直斜面向下的洛伦兹力，物体对斜面的压力变大，所受摩擦力变大，克服摩擦力做功增加，由动能定理知，加上磁场后，物体到达斜面底端时的动能变小，速度变小，故选B.二、多项选择题7在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运

5、动的是()解析：选BC.电子必受与电场反向的电场力，当其运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力，当其运动方向与磁场垂直时必受与磁场垂直的洛伦兹力电子做直线运动合力可能为零，若不为零则必与速度共线由此可判知，B、C正确8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，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过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和绳的拉力与速度方向时刻垂直，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，A正确

6、；小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次过O点时洛伦兹力方向相反，绳的拉力大小也就不同，B、C错误；由a可知向心加速度相同，D正确故选A、D.9如图所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.则下列结论正确的是()Ax1x2 Bt1t2Cv1v2 Dv1v2解析：选ABD.小球离开桌面具有水平速度，无磁场时做平抛运动，水平射程x2v0t2，下落高度hgt；有磁场时小球

7、除受重力外还受到洛伦兹力的作用，而洛伦兹力时刻与速度方向垂直，因此小球在水平方向具有加速度，在水平方向将做变加速运动，而竖直方向加速度a(F为洛伦兹力在竖直方向的分量)，即ag，因此下落h高度用的时间t1t2，B选项正确水平方向的位移x1x2，A选项正确又因为洛伦兹力不做功，只有重力做功，故机械能守恒，所以v1v2，D选项正确，C选项错误故选A、B、D.10.如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中现给滑环一个水平向右的瞬时速度，则滑环在杆上的运动情况可能是()A始终做匀速运动B先做减速运动，最后静止在杆上C先做加速运动，最后做匀速运动D

8、先做减速运动，最后做匀速运动解析：选ABD.带电滑环向右运动所受洛伦兹力的方向向上，其大小与滑环的初速度大小有关由于滑环的初速度大小未具体给出，所以洛伦兹力与滑环的重力可能出现三种不同的关系，故选A、B、D.三、非选择题11一初速度为零的质子，经过电压为1 880 V的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×104 T的匀强磁场中，质子受到的洛伦兹力多大？(质子质量m1.67×1027kg)解析：质子在电场中加速，设末速度为v，则mv2eU质子垂直进入磁场中，受到的洛伦兹力FevB由两式得FeB·，代入数据得F4.8×1017 N.答案：4.8×

9、;1017 N12.一个质量为m0.1 g的小滑块，带有q5×104 C的电荷量，放置在倾角30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面求：(取g10 m/s2)(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？解析：(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F.若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有qvBFNmgcos 0当FN0时，小滑块开始脱离斜面所以v m/s2 m/s3.46 m/s.(3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理