《2018_2019学年高中物理课时跟踪检测二十三运动电荷在磁场中受到的力含解析新人教版选修3_1.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019学年高中物理课时跟踪检测二十三运动电荷在磁场中受到的力含解析新人教版选修3_1.pdf（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力 1.如图，a是竖直平面P上的一点。P前有一条形磁铁垂直于P，且 S 极朝 向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下， 在水平面内向 右弯曲经过a点。 在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( ) A向上 B向下 C向左D向右 解析：选 A 条形磁铁的磁感线方向在a点为垂直P向外，粒子在条形磁铁的磁场中向 右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A 正确。 2如图，在OX，OY，OZ组成的直角坐标系中，电子沿着Y轴的正向运动，它产生的磁 场在Z轴上A处的方向是( ) AX方向 BY方向 CZ方向
2、D都不是 解析：选 A 电子(带负电)沿Y轴正方向运动，形成的电流的方向沿Y轴负方向。根据 安培定则，A处的磁场的方向沿X轴的负方向，所以选项 A 正确。 3.在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电流的方向周期 性改变)，并沿着其中心轴线OO的方向射入一颗速度为v的电子，则此 电子在螺线管内部空间运动的情况是( ) A匀速直线运动 B来回往复运动 C变速直线运动D曲线运动 解析：选 A 通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹 力，应做匀速直线运动。 4多选如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气 阻力不计，若小球分别从A点和B点向最
3、低点O运动，则两次经过O点时( ) A小球的动能相同 B丝线所受的拉力相同 C小球所受的洛伦兹力相同 D小球的向心加速度相同 解析：选 AD 带电小球受到的洛伦兹力及绳的拉力跟速度方向时刻垂直，对小球不做 功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O点时速度大小不变， 动能相同，选项 A 正确 ； 小球分别从A点和B点向最低点O运动，两次经过O点时速度方向 相反， 由左手定则可知两次经过O点时洛伦兹力方向相反， 故绳的拉力大小不同， 选项 B、 C 错误；由a可知向心加速度相同，选项 D 正确。 v2 R 5多选如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若 在管的正下方放
4、一通电直导线AB时，发现射线的径迹向下偏，则 ( ) A导线中的电流从A流向B B导线中的电流从B流向A C若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D电子束的径迹与AB中的电流方向无关 解析 ： 选 BC 电流的方向与负电荷运动的方向相反， 所以阴极射线管内电流的方向向左 ； 由题图可知， 电子受到的洛伦兹力的方向向下， 所以阴极射线管处的磁场的方向垂直于纸面 向里，由安培定则可知，AB中电流的方向由B到A，故 A 错误，B 正确；若要使电子束的径 迹向上弯曲， 则阴极射线管处的磁场的方向需向外， 可以改变AB中的电流方向来实现， 故 C 正确；由以上的分析可知，电子束的
5、径迹与AB中的电流方向有关，故 D 错误。 6多选如图，速度为v0、电荷量为q的正离子(不计重力)恰能沿直线飞出速度选择 器，则( ) A若改为电荷量为 2q的正离子(其他条件不变)，离子仍沿直线飞出 B若速度变为 2v0(其他条件不变)，离子将往上偏 C若改为电荷量为q的离子(其他条件不变)，离子将往下偏 D若改为电荷量为q的离子，则必须从右侧飞入速度选择器，才能沿直线飞出 解析：选 AB 正离子恰能沿直线飞出离子速度选择器，根据左手定则判断可知，离子 受的洛伦兹力方向向上，电场力方向向下，此时洛伦兹力与电场力二力平衡，应该有qv0B qE，即v0BE，该等式与离子的电荷量无关，若只改变电荷
6、量，离子仍沿直线运动，若改 为电荷量为q的离子，受到向上的电场力，向下的洛伦兹力，仍满足二力平衡，故从左侧 到右侧仍能沿直线飞出，A 正确，C、D 错误 ； 若速度变为 2v0，洛伦兹力增大为原来的 2 倍， 而离子受的洛伦兹力方向向上，电场力不变，所以离子将向上偏转，故 B 正确。 7.截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，将出现下 列哪种情况( ) A在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷 B在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷 C开始通电时，电子做定向移动并向b偏转 D两个表面电势不同，a表面电势较高 解析：选 A 金属导体靠电子导电，金属正离子并没有移动，而电流由金属导体中的
7、自 由电子的定向移动(向左移动)形成。应用左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直 穿过手心， 拇指的指向即为自由电子的受力方向。 也就是说， 自由电子受洛伦兹力方向指向a 表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a表面的作用力，并在a表面进行 聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b的表面“裸露”出正电 荷层，并使b表面电势高于a表面电势。 8多选某空间存在着如图甲所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场。在磁场中A、B 两个物块叠放在一起， 置于光滑水平面上， 物块A带正电， 物块B不带电且表面绝缘。 在t10 时刻，水平恒力F作用在物块B上，物块A、B由静止
8、开始做加速度相同的运动。在A、B一 起向左运动的过程中，以下说法正确的是( ) A图乙可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系 B图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系 C图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系 D图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系 解析 ： 选 CD 由题意知物体由静止做匀加速运动，速度vat； 那么洛伦兹力 ：FqvB qBat，洛伦兹力大小随时间t的变化关系图线应过原点，故 A 错误 ； 物块A对物块B的摩擦 力大小fmAa， 因为a不变， 所以f随时间t的变化保持不变， 故B错误 ；B受到的压力 ：NmAg qvBmAgqBat， 所以
9、随时间在均匀增大， 故 C 正确 ；B对地面的压力为 ：N1mAgmBgqvB mAgmBgqBat，所以随时间在均匀增大，故 D 正确。 9.多选如图所示， 在图中虚线所围的区域内， 存在电场强度为E的匀强电 场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子，通过该区域时 未发生偏转，假设电子重力可忽略不计，则在该区域中的E和B的方向可能是 ( ) AE竖直向上，B垂直纸面向外 BE竖直向上，B垂直纸面向里 CE和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同 DE和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反 解析 ： 选 ACD 如果E竖直向上，B垂直纸面向外， 电子沿图中方向射入后， 电场力向下，
10、 洛伦兹力向上，二力可能平衡，电子可能沿直线通过E、B共存区域，故 A 对；同理 B 不对； 如果E、B沿水平方向且与电子运动方向相同，电子不受洛伦兹力作用，但电子受到与E反 方向的电场力作用，电子做匀减速直线运动，也不偏转，故 C 对；如果E、B沿水平方向， 且与电子运动方向相反，电子仍不受洛伦兹力，电场力与E反向，即与速度同方向，故电子 做匀加速直线运动，也不偏转，故 D 对。 10多选如图所示为磁流体发电机的原理图 ： 将一束等离子体 垂直于磁场方向喷入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板 上就会聚集电荷，两 板间就会产生电压，如果射入的等离子体速度均 为v，两金属板间距离为d，
11、板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速 度方向， 负载电阻为R， 等离子体充满两板间的空间。 当发电机稳定发电时， 电流表示数为I， 下列说法正确的是( ) A上极板A带负电 B两极板间的电动势为IR C板间等离子体的内阻为R Bdv I D板间等离子体的电阻率为S d( Bdv I R) 解析：选 ACD 大量带正电和带负电的微粒进入磁场时，由左手定则可以判断正电荷受 到的洛伦兹力向下，所以正电荷会聚集到B板上，负电荷受到的洛伦兹力向上，负电荷聚集 到A板上，故B板相当于电源的正极，A板相当于电源的负极，故 A 正确；由闭合电路的欧 姆定律可知，两极板间的电动势为I(Rr内
12、)，选项 B 错误；根据qvBq得，EBdv，根 E d 据欧姆定律得，r RR， 选项C正确 ； 由电阻定律，R， 则电阻率， E I Bdv I L S S d( Bdv I R) 故 D 正确。 11如图所示，斜面上表面光滑绝缘，倾角为，斜面上方有一垂 直纸面向里的匀强 磁场， 磁感应强度为B， 现有一个质量为m、 带电荷量为 q的小球在斜面上被无初速度释放，假设斜面足够长，则小球从释放开 始，下滑多远后离开斜面。 解析 ： 小球沿斜面下滑，在离开斜面前，受到洛伦兹力F垂直斜面向上，其受力分析如 图： 沿斜面方向：mgsin ma 垂直斜面方向：FFNmgcos 0 其中洛伦兹力为：FB
13、qv 设下滑x远离开斜面，此时斜面对小球的支持力 FN0， 那么下滑的距离为：v22ax 联立以上解得：x。 m2gcos2 2q2B2sin 答案： m2gcos2 2q2B2sin 12如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离 子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿 着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上。已知同 位素离子的电荷量为q(q0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场 和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽 略重力的影响。 (1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小； (2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离 子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。 解析：(1)能从速度选择器射出的离子所受电场力与洛伦兹力平衡，即满足qE0qv0B0 所以v0E 0 B0 (2)离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则有 xv0t，Lat2 1 2 由牛顿第二定律得qEma 联立以上各式解得x 。 E0 B0 2mL qE 答案：(1) (2)x E0 B0 E0 B0 2mL qE