高中物理 3_5 运动电荷在磁场中受到的力课时作业 新人教版选修3-1

5.运动电荷在磁场中受到的力1关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是()A电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷在电场中一定受电场力作用C电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直答案：B2.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向开始运动，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则()A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变答案：A3.如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板若不计重力下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？()A粒子速度的大小B粒子所带的电荷量C电场强度 D磁感应强度解析：粒子以某一速度沿水平直线通过两极板时受力平衡，有EqBqv，则知当粒子所带的电荷量改变时，粒子所受的合力仍为0，运动轨迹不会改变，故B项正确答案：B4两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为14，电荷量之比为12，则两带电粒子受洛伦兹力之比为()A21 B11C12 D14解析：带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力FqvB，与电荷量成正比，与质量无关，C项正确答案：C5带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变解析：因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度的方向有关例如，当粒子速度与磁场垂直时，FqvB，当粒子速度与磁场平行时，F0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直，速度方向不同时洛伦兹力的方向也不同，所以A选项错因为q改为q且速度反向时所形成的电流方向与原q运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由FqvB知大小不变，所以B选项正确因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以C选项错因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以D选项错答案：B6如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将()A向上偏转 B向下偏转C向纸外偏转 D向纸里偏转解析：由安培定则可知，环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断，电子受到的洛伦兹力方向向上，故A正确答案：A7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，稍向东偏转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：本题考查判断洛伦兹力的方向，质子是氢原子核，带正电，地球表面地磁场方向由南向北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，故正确答案为B.答案：B8.如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动比较它们的重力Ga、Gb、Gc的关系，正确的是()AGa最大 BGb最大CGc最大 DGc最小解析：因带电油滴a静止，故a不受洛伦兹力作用，只受重力和静电力作用；根据平衡条件可知油滴一定带负电，设油滴带电荷量为q，则G aqE带电油滴b除受重力和竖直向上的静电力作用外，还受到竖直向下的洛伦兹力Fb，因做匀速运动，故根据平衡条件可得GbqEFb带电油滴c除受重力和竖直向上的静电力作用外，还受到竖直向上的洛伦兹力Fc，因做匀速运动，故根据平衡条件可得GcqEFc比较式可以看出GcGaGb，选项C正确答案：C9右图为一速度选择器(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，速度大小不一当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，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，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是垂直纸面向外？(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，所加的磁场施于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)能够通过小孔的电子，其速率满足evBeE，解得v.又因为E，所以v m/s1105 m/s.即只有速率为1105 m/s的电子可以通过小孔S.答案：(1)磁场方向垂直纸面向里(2)1105 m/s10如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段()Aa、b一起运动的加速度减小Ba、b一起运动的加速度增大Ca、b物块间的摩擦力减小Da、b物块间的摩擦力增大解析：(1)以a为研究对象，分析a的受力情况：a向左加速受洛伦兹力方向向下对b的压力增大(2)以a、b整体为研究对象，分析整体受的合外力：b对地面压力增大b受的摩擦力增大整体合外力减小加速度减小(3)再分析a，b对a的摩擦力是a的合外力：a的加速度减小a的合外力减小a、b间的摩擦力减小答案：AC11.质量为m、带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，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，该带电粒子带何种电荷；(2)磁感应强度的大小解析：(1)微粒做匀速直线运动，所受合力必为零，微粒受重力mg、电场力qE、洛伦兹力qvB.由此可知，微粒带正电，受力如图所示，则qEmg有电场强度E(2)由于合力为零，则qvBmg所以B答案：(1)正电(2)12.在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为、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、带电荷量为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，如图所示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？解析：电场反转前，有mgqE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(mgqE)cos 小球在斜面上滑行距离svtat2a2gsin 联立得s所用时间为t.答案：