20192020学年高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到力练习含解析新人教选修31

20192020学年高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中遇到的力练习含分析新人教版选修3120192020学年高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中遇到的力练习含分析新人教版选修3120192020学年高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中遇到的力练习含分析新人教版选修315运动电荷在磁场中遇到的力课后篇坚固提高基础坚固1.在赤道平面上无风的时候,雨滴是竖直着落的。若雨滴带负电,则它的着落方向将倾向()A.东方B.西方C.南方D.北方分析在赤道平面上地磁场方向水平由南向北,带负电的雨滴竖直向下运动,由左手定章可知,雨滴受向西的洛伦兹力作用,故B项正确。答案B2.一束混淆粒子流从一发射源射出后,进入以以下图的磁场,分别为1、2、3三束粒子流,则以下选项不正确的选项是()A.1带正电B.1带负电C.2不带电D.3带负电分析依据左手定章,带正电的粒子向左偏,即粒子1;不偏转说明不带电,即粒子2;带负电的粒子向右偏,说明是粒子3,应选B。答案B3.(多项选择)一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则()A.此空间必然不存在磁场B.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向平行C.此空间可能有磁场,方向与电子速度方向垂直D.此空间可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度方向垂直分析由洛伦兹力公式可知:当v的方向与磁感觉强度B的方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力作用,所以电子未发生偏转,不可以够说明此空间必然不存在磁场,只好说明此空间可能有磁场,磁场方向与电子速度方向平行,则选项B正确,选项A、C错误。此空间也可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度方向垂直,致使电子所受协力为零,则选项D正确。答案BD4.(多项选择)电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下边说法正确的选项是()A.只需速度大小同样,所受洛伦兹力就同样B.假如把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小不变C.洛伦兹力方向必然与电荷运动方向垂直,磁场方向必然与电荷运动方向垂直D.粒子只遇到洛伦兹力的作用,不可以能做匀速直线运动答案BD5.以以下图,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽视重力,电子在管内的运动应当是()A.当从a端通入电流时,电子做匀加快直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加快直线运动C.不论从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不论从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动分析电子的速度v∥B,F洛=0,电子做匀速直线运动。答案C6.(多项选择)速度选择器以以下图,电场强度为E的匀强电场与磁感觉强度为B的匀强磁场相互垂直。一电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰巧沿直线穿过,则以下说法正确的选项是()A.若带电粒子带的电荷量为+2q,粒子将向下偏转B.若带电粒子带的电荷量为-2q,粒子还能够沿直线穿过C.若带电粒子速度为2v,粒子不与极板相碰,则从右边射出时电势能必然增添D.若带电粒子从右边水平射入,粒子还能够沿直线穿过分析粒子恰巧沿直线穿过,电场力和洛伦兹力均垂直于速度,故协力为零,粒子做匀速直线运动;依据均衡条件,有qvB=qE,解得v=,只需粒子速度为,就能沿直线匀速经过选择器;若带电粒子带的电荷量为+2q,速度不变,仍旧沿直线匀速经过选择器,故A错误;若带电粒子带的电荷量为-2q,只需粒子速度为,电场力与洛伦兹力仍旧均衡,仍旧沿直线匀速经过选择器,故B正确;若带电粒子速度为2v,电场力不变,洛伦兹力变成2倍,故会偏转,战胜电场力做功,电势能增添,故C正确;若带电粒子从右边水平射入,电场力方向不变,洛伦兹力方向反向,故粒子必然偏转,故D错误。答案BC7.对于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动,以下说法正确的选项是()A.带电粒子沿电场线方向射入,静电力对带电粒子做正功,粒子动能必然增添B.带电粒子垂直于电场线方向射入,静电力对带电粒子不做功,粒子动能不变C.带电粒子沿磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做正功,粒子动能必然增添D.不论带电粒子如何射入磁场,洛伦兹力对带电粒子都不做功,粒子动能不变分析带电粒子在电场中遇到的静电力F=qE,只与电场相关,与粒子的运动状态没关,做功的正负由θ角(力与位移方向的夹角)决定。对选项A,只有粒子带正电时才建立,A错误;垂直射入匀强电场的带电粒子,不论带电性质如何,静电力都会做正功,动能必然增添,B错误;带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力F洛=qvBsinθ,其大小除与运动状态相关,还与θ角(磁场方向与速度方向之间的夹角)相关,带电粒子沿磁感线方向射入,不受洛伦兹力作用,粒子做匀速直线运动,粒子动能不变,C错误;因为洛伦兹力方向向来与速度方向垂直,故洛伦兹力对带电粒子向来不做功,粒子动能不变,选项D正确。答案D8.以以下图,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,小球还能够落到地面上,则小球的落点()A.仍在A点B.在A点左边C.在A点右边D.没法确立分析小球在运动中任一地点的受力以以下图,小球此时遇到了斜向上的洛伦兹力的作用,小球在竖直方向的加快度ay=<g,故小球在空中做曲线运动的时间将增添,同时水平方向上加快,故落点应在A点的右边,选项C正确。答案C能力提高1.以以下图,带负电荷的摆球在一匀强磁场中摇动。匀强磁场的方向垂直纸面向里。摆球在A、B间摇动过程中,由A摆到最低点C时,摆线拉力大小为F1,摆球加快度大小为a1;由B摆到最低点C时,摆线拉力大小为F2,摆球加快度大小为a2,则()A.F1>F2,a1=a2B.F1<F2,a1=a2C.F1>F2,a1>a2D.F1<F2,a1<a2分析因为洛伦兹力不做功,所以摆球从B抵达C点的速度和从A抵达C点的速度大小相等。由a=可得a1=a2。当由A运动到C时,以摆球为研究对象,对摆球进行受力分析如图甲所示,F1+qvB-mg=ma1。当由B运动到C时,对摆球受力分析如图乙所示,F2-qvB-mg=ma2。由以上两式可得:F2>F1,故B正确。答案B2.(多项选择)在图中虚线所示的地区存在匀强电场和匀强磁场。取坐标如图,一带电粒子沿x轴正方向进入此地区,在穿过此地区的过程中运动方向向来不发生偏转,不计重力的影响,电场强度E和磁感觉强度B的方向可能是()A.E和B都沿x轴方向B.E沿y轴正向,B沿z轴正向C.E沿z轴正向,B沿y轴正向D.E、B都沿z轴方向分析此题没有说明带电粒子的带电性质,为便于分析,假设粒子带正电。A选项中,磁场对粒子作使劲为零,电场力与粒子运动方向在同向来线上,运动方向不会发生偏转,故A正确;B选项中,电场力方向向上,洛伦兹力方向向下,当这两个力均衡时,粒子运动方向能够向来不变,B正确;C选项中,电场力、洛伦兹力都沿z轴正方向,将做曲线运动,C错;D选项中,电场力沿z轴方向,洛伦兹力沿y轴方向,两力不可以能均衡,粒子将做曲线运动,D错。假如粒子带负电,仍有上述结果。答案AB3.如图甲所示,一个质量为m、电荷量为q的圆环,可在水平搁置的足够长的粗拙细杆上滑动,细杆处于匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度v0,在此后的运动过程中的速度图象如图乙所示。则对于圆环所带的电性、匀强磁场的磁感觉强度B和圆环战胜摩擦力所做的功W,以下正确的选项是(重力加快度为g)()A.圆环带负电,B=B.圆环带正电,B=C.圆环带负电,W=D.圆环带正电,W=分析因圆环最后做匀速直线运动,依据左手定章可知,圆环带正电;由圆环在竖直方向上均衡得=mg,所以B=,故A错误,B正确;由动能定理得,圆环战胜摩擦力所做的功W=,所以W=,故C、D错误。答案B4.(多项选择)以以下图,空间存在向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,抵达B点时速度为零。C点是运动的最低点。忽视重力,以下说法正确的选项是()A.这离子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度C.离子在C点时速度最大D.离子抵达B点后,将沿原曲线返回A点分析①依据离子运动的轨迹ACB曲线分析出——离子遇到向下的电场力和向右的洛伦兹力。②因为离子所受电场力的方向与图示已知的电场强度的方向同样(都竖直向下),能够判断此离子必带正电荷。再依据左手定章判断,此离子若遇到向右的洛伦兹力,则其必然带正电荷。从这双方面分析得出的一致结论——离子带正电荷,由此可知:选项A是正确的。③因为洛伦兹力只好改变离子运动的方向而不做功,所以只有电场力对此离子做功了,离子由A到C的过程中,电场力对此正离子做正功;由C到B的过程中,电场力对此正离子做负功,只有当正功和负功相等时,此离子的速度才能为零(即与初始的静止状态同样),由此可知:A点和B点应位于同一高度,所以选项B也是正确的。④再对此正离子的运动状态进行分析——在电场力作用下,正离子由A到C的过程是加快的;由C到B的过程是减速的,由此可知:此离子在C点时速度最大,所以选项C也是正确的。⑤最后分析离子抵达B点后的受力状况和运动趋向——离子抵达B点时速度为零,而且遇到向下的电场力作用应向下做加快运动。再依据左手定章可判断出向下运动的正离子所受的洛伦兹力的方向仍应是向右的,于是离子应向右下方盘旋,而不可以能向左下方盘旋沿原曲线返回A点,由此可知:选项D是错误的。答案ABC5.磁流体发电机发电原理表示图以以下图,将一束等离子体(高温下电离的气体,含有大批带正电和负电的微粒)射入磁场,磁场中有两块金属板P、Q,这时金属板上就汇齐集电荷,产生电压。两金属板的板长为L1,板间距离为L2,匀强磁场的磁感觉强度为B且平行于两金属板,等离子体充满两板间的空间。等离子体的初速度v与磁场方向垂直,当发电机坚固发电时,P板和Q板间电势差UPQ为()A.vBL1B.vBL2C.D.分析等离子体进入两金属板间,在洛伦兹力作用下带正电的离子向P板运动、带负电的离子向Q板运动,平行板间形成一个向下的匀强电场,而且电场强度愈来愈大,当离子遇到的洛伦兹力和电场力均衡时,正负离子便做匀速直线运动经过金属板,发电机便坚固发电了。则有qE=qvB,又UPQ=EL2,可得UPQ=vBL2,选项B对。答案B6.(多项选择)以以下图,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒从a点进入场区并恰巧能沿ab直线向上运动,不可以忽视重力,以下说法正确的选项是()A.微粒必然带负电B.微粒的动能必然减少C.微粒的电势能必然增添D.微粒的机械能必然增添分析微粒进入场区后沿直线ab运动,则微粒遇到的协力或许为零,或许协力方向在ab直线上(垂直于运动方向的协力仍为零)。若微粒所受协力不为零,则必然做变速运动,因为速度的变化会致使洛伦兹力变化,则微粒在垂直于运动方向上的协力不再为零,微粒就不可以够沿直线运动,所以微粒所受协力只好为零而做匀速直线运动;若微粒带正电,则受力分析如图甲所示,协力不可以能为零,故微粒必然带负电,受力分析如图乙所示,故A正确,B错误;静电力做正功,微粒电势能减少,机械能增添,故C错误,D正确。答案AD7.以以下图,质量为m=1kg、电荷量为q=5×10-2C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4m的圆滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向相互垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E=100V/m,方向水平向右,B=1T,方向垂直纸面向里,g取10m/s2。求:(1)滑块抵达C点时的速度。(2)在C点时滑块所受洛伦兹力。(3)在C点滑块对轨道的压力。分析以滑块为研究对象,自轨道上A点滑到C点的过程中,受重力mg,方向竖直向下;静电力qE,方向水平向右;