创新设计高中物理35研究洛伦兹力规范训练粤教版选修31

本资料为共享资料 来自网络 如有相似概不负责第5节研究洛伦兹力(时间：60分钟)知识点一带电粒子受到的洛伦兹力的方向1(双选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则() A此空间一定不存在磁场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垂直解析由洛伦兹力公式可知：当v的方向与磁感应强度B的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，因此电子未发生偏转，不能说明此空间一定不存在磁场，只能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，导致电子所受合力为零则选项D正确答案BD图35102如图3510所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将()A向外偏转B向里偏转C向上偏转D向下偏转解析由右手螺旋定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外答案A图35113如图3511所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率为()A变大B变小C不变 D条件不足，无法判断解析加上磁场后，滑块受一垂直斜面向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变大，做负功值变大，而洛伦兹力不做功，重力做功恒定，由能量守恒可知，速率变小答案B知识点二洛伦兹力的大小图35124带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图3512所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是()A油滴必带正电荷，电荷量为B油滴必带负电荷，比荷C油滴必带正电荷，电荷量为D油滴带什么电荷都可以，只要满足q解析油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故油滴带正电，其电荷量q，C正确答案C5用绝缘细线悬挂一个质量为m、带电荷量为q的小球，让它处于如图3513所示的磁感应强度为B的匀强磁场中由于磁场运动，小球静止在如图所示位置，这时悬线与竖直方向夹角为，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是()图351Av，水平向右Bv，水平向左Cv，竖直向上Dv，竖直向下解析当磁场水平向右运动时，带电小球相对于磁场向左运动，由左手定则，洛伦兹力方向向下，小球无法平衡，故A项错误当磁场以v水平向左运动时，FqvBmg，方向水平向上，小球可以平衡，但这时悬线上拉力为零，不会被拉紧，故B项错误当磁场以v竖直向上运动时，则FqvBmgtan ，由左手定则，F方向向右，小球可以平衡，故C项正确、D项错误答案C6来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地点向东偏转C相对于预定地点，稍向西偏转D相对于预定地点，稍向北偏转解析地球赤道外地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电荷根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东答案B图35147如图3514所示，一个质量为m、带正电荷量为q的带电体，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直，请回答：(1)能沿下表面滑动，物体速度的大小和方向应满足什么条件？(2)若物体以速度v0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做了多少功？解析(1)若物体沿下表面滑动，则洛伦兹力一定向上，根据左手定则，速度方向向右当物体沿下表面滑动时，满足qvBmg，解得v.(2)运动过程中，洛伦兹力和重力不做功当v时，mgqvB，摩擦力消失，由动能定理，克服摩擦力做的功Wmvmv2m.答案(1)向右v(2)m图35158质量为m，带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图3515所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小；(2)磁感应强度的大小，该带电粒子带何种电荷解析(1)带电粒子做匀速直线运动，经受力分析(受力图如图)可知该粒子一定带正电由平衡条件得：mgsin 45qEsin 45，所以E.(2)由平衡条件得qvB所以B.答案(1)(2)正9如图3516所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落到具有最大加速度时的速度和所能达到的最大速度图3516解析小球向下运动时，洛伦兹力水平向右，电场力水平向左，当此二力平衡时，小球的加速度最大，设此时速度大小为v，则qvBqE，故v.当mgN时，小球达到最大速度vm.其中NqvmBqE，所以mg(qvmBqE)，vm.答案10如图3517所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速率大小图3517不一当电子通过方向互相垂直的匀强电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：(1)磁场的指向应该向里还是向外？(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?解析(1)由题图可知，平行板产生的电场强度E方向向下，带负电的电子受到的电场力FEeE，方向向上若没有磁场，电子束将向上偏转，为了使电子能够穿过小孔S，所加的磁场对电子束的洛伦兹力必须是向下的根据左手定则分析得出，B的方向垂直于纸面向里(2)电子受到的洛伦兹力为：FBevB，它的大小与电子速率v有关只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子，才可沿直线KA通过小孔S.据题意，能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evBeE，解得：v.又因为E，所以v.将U300 V，B0.06 T，d0.05 m代入上式，得v105 m/s.即只有速率为105 m/s的电子才可以通过小孔S.答案(1)磁场方向垂直于纸面向里(2)105 m/s