课时跟踪检测(二十三)运动电荷在磁场中受到的力

1、课时跟踪检测二十三运动电荷在磁场中受到的力一、根底题熟1.如图,a是竖直平面P上的一点.P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向A,向上C.向左B.向下D.向右解析：选A条形磁铁的磁感线方向在a点为垂直P向外,粒子在条形磁铁的磁场中向右运动,所以根据左手定那么可得电子受到的洛伦兹力方向向上,A正确.2.如图,在OX,OY,OZ组成的直角坐标系中,电子沿着的磁场在Z轴上A处的方向是A.X方向B.Y方向C.Z方向D.都不是Y轴的正向运动,它产生解析：选A电子带负

2、电沿Y轴正方向运动,形成的电流的方向沿Y轴负方向.根据安培定那么,A处的磁场的方向沿X轴的负方向,所以选项A正确.3.在长直通电螺线管中通入变化的电流i如下图电流的方向周期性改变,并沿着其中央轴线OO'的方向射入一颗速度为v的电子,那么此电子在螺线管内部空间运动的情况是A.匀速直线运动B.往返往复运动C.变速直线运动D.曲线运动解析：选A通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行,故电子进入螺线管后不受洛伦兹力,应做匀速直线运动.4.多项选择如下图,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,假设小球分别从A点和B点向最低点O运动,那么两次经过O点时XX<jxXA.小

3、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及绳的拉力跟速度方向时刻垂直,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,选项A正确；小球分别从A点和B点向最低点O运动,两次经过O点时速度方向相反,由左手定那么可知两次经过O点时洛伦兹力方向相反,故绳的拉力大小不同,选项B、C错误；由a=v-可知向心加速度相同,选项D正确.R5.多项选择如下图,一只阴极射线管,左侧不断有电子射出,假设在G管的正下方放一通电直导线AB时,发现射线的径迹向下偏,那么八-廿A.导线中的电流从A

4、流向BB.导线中的电流从B流向AC.假设要使电子束的径迹向上偏,可以通过改变AB中的电流方向来实现D.电子束的径迹与AB中的电流方向无关解析：选BC电流的方向与负电荷运动的方向相反,所以阴极射线管内电流的方向向左；由题图可知,电子受到的洛伦兹力的方向向下,所以阴极射线管处的磁场的方向垂直于纸面向里,由安培定那么可知,AB中电流的方向由B到A,故A错误,B正确；假设要使电子束的径迹向上弯曲,那么阴极射线管处的磁场的方向需向外,可以改变AB中的电流方向来实现,故C正确；由以上的分析可知,电子束的径迹与AB中的电流方向有关,故D错误.器,6.多项选择如图,速度为V0、电荷量为q的正离子不计重力恰能沿

5、直线飞出速度选择那么A.假设改为电荷量为2q的正离子其他条件不变,离子仍沿直线飞出B.假设速度变为2V0其他条件不变,离子将往上偏C.假设改为电荷量为-q的离子其他条彳不变,离子将往下偏D.假设改为电荷量为-q的离子,那么必须从右侧飞入速度选择器,才能沿直线飞出解析：选AB正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器,根据左手定那么判断可知,离子受的洛伦兹力方向向上,电场力方向向下,此时洛伦兹力与电场力二力平衡,应该有qvoB=qE,即V0B=E,该等式与离子的电荷量无关,假设只改变电荷量,离子仍沿直线运动,假设改为电荷量为一q的离子,受到向上的电场力,向下的洛伦兹力,仍满足二力平衡,故从左侧到右侧仍能

6、沿直线飞出,A正确,C、D错误；假设速度变为2V0,洛伦兹力增大为原来的2倍,而离子受的洛伦兹力方向向上,电场力不变,所以离子将向上偏转,故B正确.二、易错题B月7 .截面为矩形的载流金属导线置于磁场中,如下图,将出现以下哪种情况A.在b外表聚集正电荷,而a外表聚集负电荷8 .在a外表聚集正电荷,而b外表聚集负电荷C.开始通电时,电子做定向移动并向b偏转D.两个外表电势不同,a外表电势较高解析：选A金属导体靠电子导电,金属正离子并没有移动,而电流由金属导体中的自由电子的定向移动向左移动形成.应用左手定那么,四指应指向电流的方向,让磁感线垂直穿过手心,拇指的指向即为自由电子的受力方向.也就是说,

7、自由电子受洛伦兹力方向指向a外表一侧,实际上自由电子在向左移动的同时,受到指向a外表的作用力,并在a外表进行聚集,由于整个导体是呈电中性的正、负电荷总量相等,所以在b的外表“裸露出正电荷层,并使b外表电势高于a外表电势.8 .多项选择某空间存在着如图甲所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且外表绝缘.在ti=0时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块A、B由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下说法正确的选项是A.图乙可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系B.图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时

8、间t变化的关系C.图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系D.图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系解析：选CD由题意知物体由静止做匀加速运动,速度v=at;那么洛伦兹力：F=qvB=qBat,洛伦兹力大小随时间t的变化关系图线应过原点,故A错误；物块A对物块B的摩擦力大小f=mAa,由于a不变,所以f随时间t的变化保持不变,故B错误；B受到的压力：N=mAg+qvB=mAg+qBat,所以随时间在均匀增大,故C正确；B对地面的压力为:Ni=mAg+mBg+qvB=mAg+mBg+qBat,所以随时间在均匀增大,故D正确.三、水平题通9 .多项选择如下图,在图中虚线所围的区域内,

9、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,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,那么在该区域中的E和B的方向可能j；是A.E竖直向上,B垂直纸面向外B. E竖直向上,B垂直纸面向里C. E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同D. E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相反解析：选ACD如果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C对；如果E、B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

10、匀减速直线运动,也不偏转,故沿水平方向,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.10 .多项选择如下图为磁流体发电机的原理图：将一束等离子体垂直于磁场方向喷入磁场,在磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,两板间就会产生电压,如果射入的等离子体速度均为v,两金属板间距离为d,板平面的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于速度方向,负载电阻为R,等离子体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时,电流表示数为I,以下说法正确的选项是A.上极板A带负电B.两极板间的电动势为IRC.板间等离子体的内阻为号工一R

11、SBdv-D.板间等离子体的电阻率为1丁一R解析：选ACD大量带正电和带负电的微粒进入磁场时,由左手定那么可以判断正电荷受到的洛伦兹力向下,所以正电荷会聚集到B板上,负电荷受到的洛伦兹力向上,负电荷聚集到A板上,故B板相当于电源的正极,A板相当于电源的负极,故A正确；由闭合电路的欧姆定律可知,两极板间的电动势为I(R+r内),选项B错误；根据qvB=q1得,E=R=点,那么电阻率EBdvBdv,根据欧姆定律得,r=-R=-R,选项C正确；由电阻定律,SBdvP=d|R,故D正确.11 .如下图,斜面上外表光滑绝缘,倾角为以斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m、带

12、电荷量为+q的小球在斜面上被无初速度释放,假设斜面足够长,那么小球从释放开始,下滑多远后离开斜面.解析：小球沿斜面下滑,在离开斜面前,受到洛伦兹力F垂直斜面向上,其受力分析如图:沿斜面方向：mgsin0=ma垂直斜面方向：F+Fnmgcos0=0其中洛伦兹力为：F=Bqv设下滑x远离开斜面,此时斜面对小球的支持力Fn=0,那么下滑的距离为：v2=2ax一-m2gcos20联立以上解得：x=2qBi.答案:m2gcos2(2q2B2sin012 .如下图的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场.一束同位素离子流从狭缝S射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为Eo的匀强电场和磁感应强度大小为Bo的匀强磁场,照相底片D与狭缝Si、S2的连线平行且距离为L,忽略重力的影响.(1)求从狭缝S2射出的离子速度vo的大小;2假设打在照相底片上的离