（全国通用）2020版高考物理一轮复习 第九章 微专题65 磁场对带电物体的作用加练半小时（含解析）

磁场对带电物体的作用方法点拨洛伦兹力大小与速度大小有关，物体做变速率运动时，洛伦兹力大小相应变化，从而引起物体受力变化.1.(多选)如图1，在竖直平面内有两固定点a、b，匀强磁场垂直该平面向里，重力不计的带电小球在a点以不同速率向不同方向运动，运动过程中除磁场力外，还受到一个大小恒定、方向始终跟速度方向垂直的力F的作用，对过b点的带电小球()图1A.如果沿ab直线运动，速率是唯一的B.如果沿ab直线运动，速率可取不同值C.如果沿同一圆弧ab运动，速率是唯一的D.如果沿同一圆弧ab运动，速率可取不同值2.(多选)(2018湖南师大附中质检)如图2所示，一质量为m、电荷量为q的圆环，套在与水平面成角的足够长的绝缘粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中.现给圆环一沿杆向上方向的初速度(取初速度方向为正方向)，以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是()图23.(多选)如图3所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B在同一竖直线上，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接触而处于静止状态.若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是()图3A.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4.(多选)如图4所示，两个倾角分别为30和60的光滑绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个质量为m、带电荷量为q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中()图4A.甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B.甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C.两滑块在斜面上运动的位移大小相同D.两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等5.(多选)(2018黑龙江省齐齐哈尔市模拟)如图5所示，质量为m、带电荷量为q的三个相同的带电小球A、B、C，从同一高度以初速度v0水平抛出，B球处于竖直向下的匀强磁场B0中，C球处于垂直纸面向里的匀强电场中，它们落地的时间分别为tA、tB、tC，落地时的速度大小分别为vA、vB、vC，则以下判断正确的是()图5A.tAtBtCB.tBtAtCC.vCvAvBD.vAvB0)的小球由轨道左端A处无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点.若小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是()图7A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为qBB.小球在C点对轨道的压力大小为3mgqBC.小球从C到D的过程中，外力F大小保持不变D.小球从C到D的过程中，外力F的功率不变答案精析1.AD小球如果沿ab直线运动，由于已知力F与洛伦兹力都与速度方向垂直，则洛伦兹力与已知力的合力为零，小球做匀速直线运动，FqvB，小球的速度v，小球的速率是一定的，故A正确，B错误；由牛顿第二定律得FqvB，则R，若F取不同值时，v可取不同值使小球沿同一圆弧ab运动，则小球的速率可以取不同值，故C错误，D正确.2.ABD当qBv0mgcos时，圆环受到的弹力FN先变小后变大，摩擦力FfFN也先变小后变大，圆环减速的加速度a也先变小后变大；当速度减小到零时，若tan时，圆环将静止；若tan时，圆环将做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速运动.当qBv0mgcos时，圆环受到的弹力FN变大，摩擦力FfFN变大，圆环减速的加速度a变大；速度减小到零时，若tan时，圆环将静止；若tan时，圆环将做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速运动.故A、B、D图象可能正确，C图象不可能正确.3.AB小球A最初处于静止状态，对其受力分析，受重力、弹力(可能为零)、库仑力，因重力竖直向下，故库仑力向上，可知小球A带正电.若绝缘板对小球的弹力为零，则抽去绝缘板后，重力和库仑力仍大小相等而方向相反，故小球A仍处于静止状态，A正确；若库仑力大于重力，小球A会向上做加速运动，则可由左手定则判断将可能沿轨迹1运动，B正确.4.AD小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力垂直斜面的分力平衡，故：mgcosqvmB，解得vm，所以斜面角度越小，飞离斜面瞬间的速度越大，故甲滑块飞离时速度较大，A正确；滑块在斜面上运动的加速度恒定不变，由受力分析和牛顿第二定律可得加速度agsin，所以甲的加速度小于乙的加速度，因为甲的最大速度大于乙的最大速度，由vmat得，甲在斜面上运动的时间大于乙在斜面上运动的时间，故B错误；由以上分析和x得，甲在斜面上的位移大于乙在斜面上的位移，故C错误；由平均功率的公式PFmgsin，因sin30cos60，故重力的平均功率一定相等，故D正确.5.AD根据题意可知：A球只有重力做功，竖直方向上做自由落体运动；B球除受重力之外还受到洛伦兹力作用，但B受的洛伦兹力总是水平方向的，不影响竖直方向的分运动，所以竖直方向也做自由落体运动，且洛伦兹力不做功，故只有重力做功；C球除重力做功外，还受到垂直纸面向里的电场力作用，竖直方向做自由落体运动，但电场力对其做正功.所以三个球竖直方向都做自由落体运动，下落的高度又相同，故下落时间相同，则有tAtBtC，故A正确，B错误；根据动能定理可知：A、B两球合力做的功相等，初速度又相同，所以末速度大小相等，而C球合外力做的功比A、B两球合外力做的功大，而初速度与A、B球的初速度相等，故C球的末速度比A、B两球的末速度大，即vAvBvC，故C错误，D正确.6.BD据题意，由于通过M和N的导线电流方向都向上且大小相等，在M、N周围产生逆时针方向磁场，由于磁场的叠加，从a到b合磁场的磁感应强度方向先向桌面内侧后向桌面外侧且大小先减小后增大，带电小球受到的洛伦兹力据FqvB可知先向上后向下且先减小后增大，受力分析可知带电小球对桌面的压力大小一直增大；由于洛伦兹力方向与带电小球运动方向垂直，小球运动速度不变，故选项B、D正确.7.B小球从A到C，洛伦兹力不做功，由动能定理得mgRmvC2，则vC，在C点，F洛qvCBqB选项A错误；在C点，FCmgF洛，解得FC3mgqB，选项B正确；小球从C到D的过程中，所受合力指向圆心，对小球进行受力分析如图所示，则mgsinFcos，增大，则F增大，选项C错误；小球从C到D的过程中，动能不变，合外力做功为零，洛伦兹力与支持力不做功，外力F做正功，重力做负功，外力的功率与重力的功率大小相等，运动过程中，速度在竖直方向的分量增加，重力的功率增加，所以外力F的功率也增大，选项D错误.6