【骄子之路】高中物理 第3章 第5节 运动电荷在磁场中受到的力课后强化演练（含解析）新人教版选修3-1

PAGEPAGE4第三章第5节运动电荷在磁场中受到的力课后强化演练一、选择题1．关于电荷在磁场中受力，以下说法中正确的选项是()A．静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运动电荷一定受洛伦兹力的作用B．洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行C．洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方向垂直D．带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力的作用解析：此题考察判断洛伦兹力产生的条件，磁场对静止的电荷无相互作用力，对运动的电荷也不一定有作用力，只有当电荷的运动方向与磁感应强度方向不在同一直线上时才有洛伦兹力作用．答案：CD2．(2023·龙岩市武平一中模拟)关于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的选项是()A．带电粒子在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同B．正电荷只在电场力作用下，一定从高电势处向低电势处运动C．带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D．带电粒子在磁场中某点受到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向相同解析：正电荷在电场中某点受到的电场力方向与该点的电场强度方向相同，A选项错误；正电荷只在电场力作用下，也可能从低电势处向高电势处运动，B选项错误；根据左手定那么可知，带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直，C选项正确，D选项错误．答案：C3．如图为说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图．当线圈中通过图示方向的电流时，一束沿中心轴线O自纸内射向纸外的电子流将()A．向左偏转 B．向右偏转C．向上偏转 D．向下偏转解析：由图知该线圈可等效为两个通电螺线管，由安培定那么可判断，线圈下端为N极，因此O点磁场方向向上，然后由左手定那么可判断电子流向右偏，故B正确．答案：B4．(2023·甘肃一模)极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极附近的大气层后，由于地磁场的作用而产生的．如下图，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不断减小．此运动形成的原因是()A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B．空气阻力对粒子做负功，使其动能减小C．与空气分子碰撞过程中粒子的带电量减少D．越接近两极，地磁场的磁感应强度越大解析：洛伦兹力提供了粒子做圆周运动的向心力，方向时刻与运动方向垂直，不做功，故A选项错误；qvB＝meq\f(v2,r)，解得r＝eq\f(mv,qB)，空气阻力对粒子做负功，使粒子动能减小，速度减小，导致轨道半径变小，故B选项正确；粒子的带电量减小，根据r＝eq\f(mv,qB)可知，轨道半径将变大，故C选项错误；地磁场的磁感应强度变强，轨道半径将减小，故D选项正确．答案：BD5．(2023·邯郸联考)如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，M、N是轨迹上两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，以下说法正确的选项是()A．粒子在M点动能大，在N点动能小B．粒子先经过N点，后经过M点C．粒子带正电D．粒子在M点受到的洛伦兹力大于在N点受到的洛伦兹力解析：带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB＝meq\f(v2,r)，得r＝eq\f(mv,qB)，速度越小，半径越小，粒子在M点的半径小，动能小，在N点的半径大，动能大，A选项错误；粒子运动过程中，克制阻力做功，动能逐渐减小，先经过N点，后经过M点，B选项正确；根据左手定那么可知，粒子带正电，C选项正确；洛伦兹力F＝qvB，速度小，洛伦兹力小，粒子在M点受到的洛伦兹力小于在N点受到的洛伦兹力，D选项错误．答案：BC6．(2023·成都模拟)如下图，a，b，c，d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于圆弧上相互垂直的两条直径的四个端点上，导线中通有大小相同的电流，方向见图．一带正电的粒子从圆心O沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是()A．从O指向a B．从O指向bC．从O指向c D．从O指向d解析：根据对称性可知，b、d处的通电直导线在O点产生的磁场相互抵消，a、c处的通电直导线在O点产生的磁场方向相同，沿水平向左，根据左手定那么可知，一带正电的粒子从圆心O沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是从O指向A．A选项正确．答案：A二、非选择题7．摆长为l，摆球质量为m、电荷量为＋q的单摆从如下图位置A摆下，到最低处便在一个磁感应强度为B的匀强磁场中运动，摆动平面垂直磁场．假设图中α＝60°，摆球从A起第一次到最低处时，摆线上的拉力为多少？解析：摆球从静止摆到最低点的过程中，只有重力做功，洛伦兹力不做功，由动能定理：mgl(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(gl).在最低点对小球受力分析如图：洛伦兹力F＝qvB竖直向下，重力竖直向下，拉力FT竖直向上．据牛顿第二定律：FT－mg－F＝meq\f(v2,l)，解得FT＝2mg＋qBeq\r(gl).答案：2mg＋qBeq\r(gl)8．如下图，某空间存在着相互正交的匀强电场E和匀强磁场B，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面水平向里，B＝1T，E＝10eq\r(3)N/C．现有一个质量为m＝2×10－6kg，电荷量q＝＋2×10－6C的液滴以某一速度进入该区域恰能做匀速直线运动，求：这个速度的大小和方向．(g取10m/s2)解析：带电液滴的受力如下图．为保证液滴做匀速直线运动，液滴所受洛伦兹力应与重力mg和电场力qE的合力等大反向；再由左手定那么可确定速度v的方向，设其与电场的夹角为θ，那么：tanθ＝eq\f(qE,mg)＝eq\f(2×10－6×10\r(3),2×10－6×10)＝