高中物理研究洛伦兹力每课一练(粤教版选修)

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1、3.5研究洛伦兹力每课一练(粤教版选修3-1)(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

2、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3-5-102.如图3-5-10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3-5-113.如图3-5-11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

3、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3-5-124.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3-5-12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

4、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3-5-13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α,并被拉紧,则磁场的运动速度和方向是(  ).图3-5-1A.v=,水平向右B.v=,水平向左C.v=,竖直向上D.v=,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,F

5、=qvB=mg,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F=qvB=mgtanα,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

6、洛伦兹力方向向东.答案 B图3-5-147.如图3-5-14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qvB≥mg,解得v≥.(2)运动过程中,洛伦兹力和重力不做功.当v=时,mg=qvB,摩擦力消失,由动能定理,克服摩擦力做的功W

7、=mv-mv2=m.答案 (1)向右 v≥(2)m图3-5-158.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3-5-15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:mgsin45°=qEsin45°,所以E=.(2)由平衡条件得=qvB所以B=.答案 (1) (2) 正9.如图3-5-16所示,套在很长的绝缘

8、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

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