2024-2025学年高二物理选择性必修第二册（粤教版）第1章 磁场 分层作业3 洛伦兹力

分层作业3洛伦兹力A组必备知识基础练1.下列磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图(其中B、F、v两两垂直)正确的是()2.如图所示,在真空中有通有恒定电流I的水平导线,导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同,则质子可能的运动情况是()A.沿路径a运动 B.沿路径b运动C.沿路径c运动 D.沿路径d运动3.电视机显像管及其偏转线圈的示意图如图所示.电流方向如右图中箭头所示,试判断从线圈中心O点正对读者而来的电子束将向哪边偏转()A.向上 B.向下 C.向左 D.向右4.如图所示,一个带负电的物体由静止从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v.若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场,则物体滑到底端时()A.物体速度大于vB.物体速度小于vC.物体速度等于vD.不能确定物体速度的变化5.如图所示,质量为m、电荷量为q的带正电小球以初速度v0水平进入一匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.当小球在竖直方向下落的高度为h时,速度大小为()A.v0B.vC.vD.v6.(2024广东广州阶段练习)每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面.假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来,在地磁场的作用下,它将()A.向东偏转 B.向南偏转C.向西偏转 D.向北偏转B组关键能力提升练7.(多选)如图所示,在方向垂直纸面向里的匀强磁场中,带电小球A与B在同一竖直直线上,其中小球B带正电荷并被固定,小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触(不粘连)而处于静止状态.若将绝缘板C沿水平方向抽出后,下列说法正确的是()A.小球A仍可能处于静止状态B.小球A将可能沿轨迹1运动C.小球A将可能沿轨迹2运动D.小球A将可能沿轨迹3运动8.如图所示,a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示.一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,此时它所受洛伦兹力的方向是()A.向上 B.向下C.向左 D.向右9.(多选)如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.质量、大小相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电.现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则()A.经过最高点时,三个小球的速度相等B.经过最高点时,甲球的速度最小C.甲球的释放位置比乙球的位置高D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变10.(多选)(2024广东揭阳高二期末)如图所示,将一由绝缘材料制成的带一定正电荷的滑块放在装有光电门的固定长木板上,空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.测得带遮光条滑块的质量为m,长木板的倾角为θ,长木板与滑块之间的动摩擦因数为μ,遮光条的宽度为d,滑块由静止释放,遮光条通过两光电门所用的时间均为t,重力加速度为g.下列说法正确的是()A.到达光电门2之前,滑块先加速后减速B.到达光电门2之前,滑块所受的摩擦力先增大后不变C.滑块所带的电荷量为mgtD.滑块所带的电荷量为mgt11.如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上.有一质量为m、电荷量为+q的小球静止在斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,重力加速度为g.若迅速把电场方向反转为竖直向下,小球能在斜面上连续滑行多远?所用时间是多少?12.如图所示,一质量为m=1kg、电荷量为q=5×10-2C的带正电小滑块,从半径为R=0.4m的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相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)滑块到达C点时的速度大小;(2)在C点时小滑块对轨道的压力大小.答案：1.D此题主要考查左手定则及立体图像的辨认,利用左手定则可判断出D正确.2.B由安培定则知,电流在导线下方产生的磁场方向指向纸外,由左手定则知,质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上,则质子的轨迹必定向上弯曲,C、D错误;由于洛伦兹力方向始终与质子运动方向垂直,故其运动轨迹必定是曲线,B正确,A错误.3.C把通电线圈等效为小磁铁,则左右两边线圈产生的磁场的N极均在上方,所以在O处的磁场方向向下,由左手定则判断正对读者而来的电子束将向左偏转,故选C.4.B未加磁场时,根据动能定理,有mgh-Wf=12mv2-0.加磁场后,多了洛伦兹力,方向垂直斜面向下,洛伦兹力不做功,但正压力变大,摩擦力变大,根据动能定理,有mgh-Wf'=12mv'2-0,Wf<Wf',所以v'<v,B5.B因为小球进入磁场时受到的洛伦兹力方向向上,而小球的运动是向下偏转的,所以小球一定受重力作用.小球运动过程中洛伦兹力不做功,只有重力做功,根据动能定理得mgh=12mv2-12mv02,得6.A地球的磁场由南向北,当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力方向为向东,所以粒子将向东偏转.故选A.7.AB小球A处于静止状态,可判断小球A带正电,若此时小球A所受重力与库仑力平衡,将绝缘板C沿水平方向抽出后,小球A仍处于静止状态;若库仑力大于小球A所受重力,则将绝缘板C沿水平方向抽出后,小球A向上运动,此后小球A在库仑力、重力、洛伦兹力的作用下将可能沿轨迹1运动.故选A、B.8.BO点的磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场,根据安培定则,a在O点产生的磁场,方向为水平向左,b在O点产生的磁场,方向为竖直向上,c在O点产生的磁场,方向为水平向左,d在O点产生的磁场,方向竖直向下,所以合磁场方向水平向左.根据左手定则,带正电粒子在合磁场中所受洛伦兹力方向向下,故B正确.9.CD设磁感应强度为B,圆形轨道半径为r,三个小球质量均为m,它们恰好通过最高点时的速度分别为v甲、v乙和v丙,则mg+q甲v甲B=mv甲2r,mg-q乙v乙B=mv乙v甲>v丙>v乙,选项A、B错误;三个小球在运动过程中,只有重力做功,即它们的机械能守恒,选项D正确;甲球在圆形轨道最高点处的动能最大,因为势能相等,所以甲球的机械能最大,甲球的释放位置最高,选项C正确.10.BC以滑块为研究对象,根据左手定则可知,滑块运动过程受到的洛伦兹力垂直斜面向下,滑块由静止释放,根据牛顿第二定律得mgsinθ-μ(mgcosθ+qvB)=ma,可知随着滑块速度的增大,滑块的加速度减小,所以滑块先做加速度减小的加速运动,由遮光条通过两光电门所用的时间均为t,可知滑块到达光电门前已经做匀速运动,则滑块所受的摩擦力先增大后不变,故A错误,B正确;遮光条通过两光电门所用的时间均为t,可知滑块到达光电门前已经做匀速运动,速度大小为v'=dt,根据受力平衡得mgsinθ-μ(mgcosθ+qv'B)=0,联立解得滑块所带的电荷量为q=mgtsinθBdμ-mgtcos11.答案m解析电场反转前,由平衡条件得mg=qE电场反转后,小球先沿斜面向下做匀加速直线运动,到对斜面压力减为零时开始离开斜面,此时有qvB=(mg+qE)cosθ设小球在斜面上滑行的距离为s由动能定理得(mg+qE)ssinθ=12mv联立得x=m由运动学公式得s=12所用时间为t=mqB12.答案(1)2m/s(2)20.1N解析(1)以小滑块为研究对象,自轨道上A点滑到C点的过程中,受重力mg,方向竖直向下;电