2019-2020年高中物理 第3章 5运动电荷在磁场中受到的力课时作业（含解析）新人教版选修3-1.doc

2019-2020年高中物理 第3章 5运动电荷在磁场中受到的力课时作业（含解析）新人教版选修3-11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】D2下列说法中正确的是()A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D洛伦兹力对带电粒子不做功【解析】【答案】D3如图359所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，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()图359A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【解析】由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，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，因此C、D必错；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，则B正确，A错误【答案】B4如图3510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()图3510A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极匀在上方，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】C5(多选)如图3511为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是()图3511A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外【解析】要使电子沿直线OO射出，则电子必做匀速直线运动，电子受力平衡在该场区，电子受到电场力和洛伦兹力，要使电子二力平衡，则二力方向分别为竖直向上和竖直向下A选项电子所受电场力竖直向上，由左手定则判断洛伦兹力竖直向下，受力可以平衡同理，D选项受力也可以平衡所以A、D选项正确【答案】AD6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()图3512A油滴必带正电荷，电荷量为2mg/v0BB油滴必带负电荷，比荷q/mg/v0BC油滴必带正电荷，电荷量为mg/v0BD油滴带什么电荷都可以，只要满足qmg/v0B【答案】C7(多选)如图3513所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中现给滑环施以一个水平向右的瞬时冲量，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是()图3513A始终做匀速运动B开始做减速运动，最后静止于杆上C先做加速运动，最后做匀速运动D先做减速运动，最后做匀速运动【解析】带电滑环向右运动时所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关由于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力等于重力，滑环不受摩擦力，则滑环做匀速运动(2)当洛伦兹力开始时小于重力，由于杆是粗糙的，则滑环受到向左的摩擦力，滑环将做减速运动，最后停在杆上(3)当洛伦兹力开始时大于重力，由于滑环受摩擦力作用，速度减小，则滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压为零时，即洛伦兹力与重力平衡时摩擦力为零，滑环做匀速运动，故正确的答案为A、B、D.【答案】ABD8(多选)在下面的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是()【解析】A中，若电子向右运动，则受到电场力向左，洛伦兹力向下，合力与初速度不在同一直线上，故A错误；B中，若电子向右运动，则受到电场力向左，不受洛伦兹力，合力与初速度在同一直线上，故B正确；C中，若电子向右运动，则受到向上的电场力，向下的洛伦兹力，则当电场力与洛伦兹力相等时，电子可以做直线运动，故C正确；D中，若电子向右运动，则受到向上的电场力，向上的洛伦兹力，合力与初速度不在同一直线上，故D错误【答案】BC超越自我提升练9(多选)如图3514所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.则下列结论正确的是()图3514Ax1x2 Bt1t2Cv1v2 Dv1和v2相同【解析】由左手定则，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增大，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】AB10如图3515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：图3515(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，其速率满足下式：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/s11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3516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？图3516【解析】电场反转前：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为：xvtat2a2g sin 联立得x，所用时间为t.【答案】12如图3517所示，质量为m1 kg，电荷量为q5102 C的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m的光滑绝缘圆孤轨道上由静止自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E100 V/m，水平向右；B1 T，方向垂直纸面向里求：图3517(1)滑块到达C点时的速度；(2)在C点时滑块对轨道的压力(g10 m/s2)【解析】以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；电场力qE，水平向右；洛伦兹力F洛qvB，方向始终垂直于速度方向(1)滑块滑动过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgRqERmv得vC2 m/s.(2)在C点，受到四个力作用，如右图所示，由牛顿第二定律与圆周运动知识得FNmgqvCBm得：FNmgqvCBm20.1 N，由牛顿第三定律得，FNFN20.1 N.【答案】(1)2 m/s(2)20.1 N