2019-2020年高中物理第三章磁场3.5运动电荷在磁场中受到的力检测新人教版.doc

2019-2020年高中物理第三章磁场3.5运动电荷在磁场中受到的力检测新人教版1关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、v三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vCB必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vDv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B【解析】本题考查公式FqvB中各物理量的关系由左手定则可知FB，Fv，B与v可以不垂直，故B正确，A、C、D错误【答案】B2在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力()A变为原来的 B增大为原来的4倍C减小为原来的 D增大为原来的2倍【解析】据洛伦兹力表达式F洛qvB知，选项D正确【答案】D3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，因而速度方向不同时，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】B4如下图所示是磁感应强度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)其中正确的是()【解析】此题主要考查左手定则及立体图象的辩认，利用左手定则可判断出D是正确的【答案】D5如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图电流方向如图所示，试判断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【解析】把通电线圈等效为小磁铁，则左右两边的N极均在上方，所以在O点产生的磁场方向向下，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项【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，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】地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电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】B7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，根据左手定则可知，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】A8.(多选)如图所示，一个用细线悬吊着的带电小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直面内摆动，图中B为小球运动的最低位置，则()A小球向右和向左运动通过B点时，小球的加速度相同B小球向右和向左运动通过B点时，悬线对小球的拉力相同C小球向右和向左运动通过B点时，具有的动能相同D小球向右和向左运动通过B点时，具有的速度相同【解析】带电小球在运动过程中，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球不管向何方向运动通过最低点时，速率v必然相等，动能相同，故C正确向心加速度a，则a相同，故A正确若小球带正电，在最低点向右和向左运动时，拉力分别为FT1和FT2，则：FT1qvBmgma，FT2qvBmgma.则FT1x2 Bt1t2Cv1v2 Dv1和v2相同【解析】由左手定则知，小球落地前受到的洛伦兹力方向斜向上，使得竖直方向上的合力小于重力，故t1t2；而洛伦兹力的水平分量使水平分速度变大，时间又变长，故x1x2.由于洛伦兹力不做功，故v1、v2的大小相同，但方向不同【答案】CD3.(多选)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】AC4.如图所示，磁流体发电机的极板相距d0.2 m，极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，B1.0 T外电路中可变负载电阻R用导线与两极板相连电离气体以速率v1 100 m/s沿极板射入，极板间电离气体等效内阻r0.1 ，试求此发电机的最大输出功率为多少？【解析】由离子受力平衡可得qvBqE，所以板间电压为UEdBvd.此发电机的电动势为：E源UBvd1.01 1000.2 V220 V.当可变电阻调到Rr0.1 时，电源的输出功率最大，最大输出功率为：Pmax2R121 kW.【答案】121 kW5摆长为l，摆球质量为m、电荷量为q的单摆从如图所示位置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，摆动平面垂直磁场若图中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，由动能定理有：mgl(1cos)mv2，解得v.在最低点对小球受力分析如图：洛伦兹力FqvB竖直向下，重力竖直向下，拉力FT竖直向上据牛顿第二定律：FTmgFm，解得FT2mgqB.【答案】2mgqB