《2019-2020学年高中物理人教版选修3-1同步作业与测评：3.5 运动电荷在磁场中受到的力 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理人教版选修3-1同步作业与测评：3.5 运动电荷在磁场中受到的力 Word版含解析.pdf（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第 5 节 运动电荷在磁场中受到的力 对应学生用书 P71 1.洛伦兹力是指磁场对运动不做功。 10 2若带电粒子运动方向与磁感应强度方向垂直，则 FBqv。若带电粒子 11 运动方向与磁感应强度方向的夹角为 ，则 FqvBsin。 12 对应学生用书 P71 考点一 对洛伦兹力方向的判定 1 一束混合粒子流从一发射源射出后， 进入如图所示的磁场， 分离为 1、 2、 3 三束，则不正确的是( ) A1 带正电 B1 带负电 C2 不带电 D3 带负电 答案 B 解析 根据左手定则，带正电的粒子向左偏，即 1； 不偏转说明不带电，即 2 ； 带负电的粒子向右偏，说明是 3，B 正确。 2运动电
2、荷在磁场中发生偏转，说明磁场对运动电荷有力的作用。将阴极射 线管的两极与高压电源连接后，加上如图所示的磁场，可观察到从负极向右射出 的高速电子流(电子带负电)的偏转情况是( ) A平行于纸面向上偏转 B平行于纸面向下偏转 C垂直于纸面向内偏转 D垂直于纸面向外偏转 答案 D 解析 应用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指指向电子运动的反方向，磁 场穿过掌心， 则大拇指垂直于纸面指向外， 故电子束垂直于纸面向外偏转， 所以 A、 B、C 错误，D 正确。 考点二 洛伦兹力的特点及应用 3. 如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运 动应该是( ) A当从 a 端通入电流时，
3、电子做匀加速直线运动 B当从 b 端通入电流时，电子做匀加速直线运动 C不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动 D不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动 答案 C 解析 电子的速度 vB、F洛0，电子做匀速直线运动。C 正确。 4 关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动， 下列说法中正确的是(仅受 电场力，洛仑兹力作用)( ) A带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做功，粒子动能一定增加 B带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能不 变 C带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定 增加 D不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不
4、做功，粒子动能不 变 答案 D 解析 对 A，只有粒子带正电时才成立，A 错误；垂直射入匀强电场的带电 粒子，不管带电性质如何，静电力都会做正功，动能增加，B 错误。带电粒子从平 行磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，C 错误。由于洛伦 兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功。综上所述，D 正确。 5显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中 央的 O 点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。设垂直 纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由 a 点逐渐 移动到 b 点，下列磁场的变化能够使电子发
5、生上述偏转的是( ) 答案 A 解析 电子偏转到 a 点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对 应的 B t 图的图线应在 t 轴下方；电子偏转到 b 点时，根据左手定则可知，磁场方 向垂直纸面向里，对应的 Bt 图的图线应在 t 轴上方，A 正确。 考点三 带电物体在磁场中的运动问题 6.(多选)如图所示，两个倾角分别为 30和 60的光滑斜面固定于水平地面上， 并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，两个质量均为 m、带 电荷量为q 的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后， 两小滑块都将飞离斜面，在此过程中( ) A甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑
6、块飞离斜面瞬间的速度大 B甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短 C甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同 D两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等 答案 AD 解析 小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力的垂直斜面的分力平衡，故： mgcosqvmB 计算得出：vmmgcos qB 所以斜面角度越小，飞离斜面瞬间的速度越大，A 正确；由受力分析得加速 度 agsin， 所以甲的加速度小于乙的加速度， 因为甲的最大速度大于乙的最大速 度，由 vmat 得，甲在斜面上运动的时间大于乙在斜面上运动的时间，B 错误； 由 A、B 的分析和 x得，甲在斜面上运动的位
7、移大于乙的位移，C 错误；由平 v2 m 2a 均功率的公式 PF mgsin，D 正确。v vm 2 m2g2sincos 2qB 7(多选)如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平 向右，磁场方向垂直纸面向里，一个带电微粒由 a 点进入电磁场并刚好能沿 ab 直 线向上运动，下列说法正确的是( ) A微粒一定带负电 B微粒一定做匀速直线运动 C微粒的机械能一定增加 D微粒的电势能一定增加 答案 ABC 解析 小球受重力、电场力和洛伦兹力的作用，要使粒子做直线运动，则合力一定 始终与运动方向在同一直线上，因洛伦兹力 FBqv，与速度有关，所以在运动中 粒子的速度必须保持不变
8、，故粒子一直做匀速直线运动；三力的合力为零，则受 力情况只能如图所示，因此粒子一定带负电，A、B 正确；因为电场力向左，对微 粒做正功，故粒子的电势能减小；因重力之外的电场力做正功，故粒子的机械能 一定增加，C 正确，D 错误。 对应学生用书 P72 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 v CB 必定垂直于 F、v，但 F 不一定垂直于 v Dv 必定垂直于 F、B，但 F 不一定垂直于 B 答案 B 解析 本题考查公式FqvB中各物理量的
9、关系， 由左手定则可知FB， Fv， B 与 v 可以不垂直，B 正确，A、C、D 错误。 2一个运动电荷通过某一空间时，没有发生偏转，那么就这个空间是否存在 电场或磁场，下列说法中正确的是( ) A一定不存在电场 B一定不存在磁场 C一定存在磁场 D可以既存在磁场，又存在电场 答案 D 解析 运动电荷没有发生偏转，说明速度方向没变，此空间可以存在电场， 如运动方向与电场方向在同一直线上，也可以存在磁场，如 v 平行 B，也可能既有 电场，又有磁场，如正交的电磁场，qEqvB 时，D 正确。 3如图所示，某空间匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一 金属杆 ab 从高 h 处自由下落
10、，则( ) Aa 端先着地 Bb 端先着地 C两端同时着地 D以上说法均不正确 答案 B 解析 金属杆下落过程中，其中自由电子相对磁场向下运动，故受向左的洛 伦兹力作用而在 a 端聚集，则 b 端剩余正电荷，在电场力作用下，b 端加速，而 a 端受电场力的阻碍，故 b 端先着地，B 正确。 4一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现将该磁场的磁感应强度 增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力( ) A增大两倍 B增大一倍 C减小一半 D依然为零 答案 D 解析 本题考查了洛伦兹力的计算公式 FqvB，注意公式的适用条件。若粒 子速度方向与磁场方向平行，洛伦兹力为零，A、B、C 错误，D 正确。
11、 5(多选)质量为 m、带电荷量为 q 的小物块，从倾角为 的光滑绝缘斜面上 由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为 B，如图所 示，若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是 ( ) A小物块一定带正电 B小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 C小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动 D小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为mgcos Bq 答案 BD 解析 小物块在某时刻对斜面的作用力恰好为零，则在运动过程中受到的洛 伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则，小物块带负电，A 错误；题意只分析小物 块未离开
12、斜面前的运动，洛伦兹力始终垂直小物块的运动方向，小物块受到的合 外力是重力沿斜面向下的分力， 所以小物块在斜面上做匀加速直线运动， B 正确， C 错误 ； 小物块对斜面压力为零时， 洛伦兹力与重力沿垂直斜面方向的分力相等， qvB mgcos， v，D 正确。 mgcos Bq 6. 质量为 m、带电荷量为q 的小球，用一长为 l 的绝缘细线悬挂在方向垂直纸 面向里的匀强磁场中，磁感应强度为 B，如图所示，用绝缘的方法使小球位于使悬 线呈水平的位置 A 处，然后静止释放，小球运动的平面与 B 的方向垂直，求小球 第一次和第二次经过最低点 C 时悬线的拉力 FT1和 FT2。 答案 3mgqB 3mgqB2gl2gl 解析 小球由 A 运动到 C 的过程中，洛伦兹力始终与 v 的方向垂直，对小球 不做功，只有重力做功，由动能定理有 mgl mv ，解得 vC。 1 2 2 C 2gl 在 C 点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图所示。 由牛顿第二定律， 有 FT1F洛mgm。 v2 C l 又 F洛qvCB， 所以 FT13mgqB。2gl 同理可得小球第二次经过 C 点时，受力情况如图所示，所以 FT23mgqB 。2gl