2018年高中物理 第6章 磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用 第2節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用隨堂演練鞏固提升 魯科版選修3-1.doc

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第2節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 [隨堂檢測(cè)] 1．(2018山西沂州一中高二期中)有關(guān)電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力的作用 B．電荷在磁場(chǎng)中一定受磁場(chǎng)力的作用 C．電荷受電場(chǎng)力的方向與該處的電場(chǎng)方向一致 D．電荷若受磁場(chǎng)力，則受力方向與該處的磁場(chǎng)方向不一定垂直 解析：選A.電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力作用，A正確；電荷在磁場(chǎng)中不一定受洛倫茲力，當(dāng)其靜止時(shí)一定沒(méi)有洛倫茲力，而運(yùn)動(dòng)的電荷，當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，沒(méi)有洛倫茲力作用，B錯(cuò)誤；正電荷所受電場(chǎng)力方向一定與該處電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，而負(fù)電荷所受電場(chǎng)力方向則與該處電場(chǎng)方向相反，C錯(cuò)誤；電荷所受的洛倫茲力與磁場(chǎng)及運(yùn)動(dòng)速度構(gòu)成的平面垂直，所以電荷所受的洛倫茲力一定與磁場(chǎng)方向垂直，D錯(cuò)誤． 2．在陰極射線管中電子流方向由左向右，其上方放置一根通有如圖所示電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，則電子將(　　) A．向上偏轉(zhuǎn)　　　　　　　　 B．向下偏轉(zhuǎn) C．向紙里偏轉(zhuǎn) D．向紙外偏轉(zhuǎn) 解析：選B.由題圖可知，直線電流的方向由左向右，根據(jù)安培定則，可判定直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶?，而電子運(yùn)動(dòng)方向由左向右，由左手定則(電子帶負(fù)電荷，四指要指向電子運(yùn)動(dòng)方向的反方向)知，電子將向下偏轉(zhuǎn)，故B選項(xiàng)正確． 3．一束混合粒子流從一發(fā)射源射出后，進(jìn)入如圖所示的磁場(chǎng)，分離為1、2、3三束，則不正確的是(　　) A．1帶正電 B．1帶負(fù)電 C．2不帶電 D．3帶負(fù)電 解析：選B.根據(jù)左手定則，正電荷粒子左偏，即1；不偏轉(zhuǎn)說(shuō)明不帶電，即2；帶負(fù)電的粒子向右偏，說(shuō)明是3，因此答案為B. 4．下列各圖中，運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是(　　) 解析：選B.根據(jù)左手定則，A中F方向應(yīng)向上，B中F方向應(yīng)向下，故A錯(cuò)、B對(duì)．C中v∥B，F(xiàn)＝0，故C錯(cuò)．D中F方向應(yīng)水平向左，D錯(cuò)． 5．帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則下述說(shuō)法正確的是(　　) A．油滴必帶正電荷，電荷量為 B．油滴必帶正電荷，比荷＝ C．油滴必帶負(fù)電荷，電荷量為 D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q＝ 解析：選A.油滴水平向右勻速直線運(yùn)動(dòng)，其所受洛倫茲力必向上與重力平衡，故帶正電，由mg＝qv0B得其電荷量q＝，A正確． [課時(shí)作業(yè)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于電荷在磁場(chǎng)中的受力，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．靜止的電荷一定不受洛倫茲力的作用，運(yùn)動(dòng)電荷一定受洛倫茲力的作用 B．洛倫茲力的方向有可能與磁場(chǎng)方向平行 C．洛倫茲力的方向一定與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直 D．帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，可能受洛倫茲力的作用 解析：選C.由f＝qvBsin θ，當(dāng)B∥v時(shí)，f＝0；當(dāng)v＝0時(shí)，f＝0，故A、D錯(cuò)．由左手定則知，f一定垂直于B且垂直于v，故B錯(cuò)、C對(duì)． 2．關(guān)于安培力和洛倫茲力，下面說(shuō)法中正確的是(　　) A．洛倫茲力和安培力是性質(zhì)完全不同的兩種力 B．安培力和洛倫茲力，其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 C．安培力和洛倫茲力，兩者是等價(jià)的 D．安培力對(duì)通電導(dǎo)體能做功，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也能做功 解析：選B.安培力和洛倫茲力實(shí)際上都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，都為性質(zhì)力，但兩者不是等價(jià)的，安培力實(shí)際上是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，它可以對(duì)通電導(dǎo)體做功，但洛倫茲力不能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功，所以A、C、D錯(cuò)，B對(duì)． 3．如圖所示，將一陰極射線管置于一通電螺線管的正上方且在同一水平面內(nèi)，則陰極射線將(　　) A．向外偏轉(zhuǎn)　　　　　　 B．向里偏轉(zhuǎn) C．向上偏轉(zhuǎn) D．向下偏轉(zhuǎn) 解析：選A.由右手螺旋定則可知通電螺線管在陰極射線處磁場(chǎng)方向豎直向下，陰極射線帶負(fù)電，結(jié)合左手定則可知其所受洛倫茲力垂直于紙面向外． 4．來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周?chē)目臻g時(shí)，將(　　) A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向東偏轉(zhuǎn) C．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向西偏轉(zhuǎn) D．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向北偏轉(zhuǎn) 解析：選B.質(zhì)子是氫原子核，帶正電，地球表面地磁場(chǎng)方向由南向北．根據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子自赤道上空豎直下落過(guò)程中受洛倫茲力方向向東，故正確選項(xiàng)為B. 5.如圖所示，一帶負(fù)電的滑塊從絕緣粗糙斜面的頂端滑至底端時(shí)的速率為v，若加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時(shí)的速率(　　) A．變大 B．變小 C．不變 D．條件不足，無(wú)法判斷 解析：選B.加上磁場(chǎng)后，滑塊受一垂直斜面向下的洛倫茲力，使滑塊所受摩擦力變大，做負(fù)功值變大，而洛倫茲力不做功，重力做功恒定，由能量守恒可知，速率變?。? 6.長(zhǎng)方體金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有電流通過(guò)金屬塊，如圖所示，則下面說(shuō)法正確的是(　　) A．金屬塊上、下表面電勢(shì)相等 B．金屬塊上表面電勢(shì)高于下表面電勢(shì) C．金屬塊上表面電勢(shì)低于下表面電勢(shì) D．無(wú)法比較兩表面的電勢(shì)高低 解析：選C.由左手定則知自由電子所受洛倫茲力方向向上，即自由電子向上偏，所以上表面電勢(shì)比下表面低． 二、多項(xiàng)選擇題 7．一個(gè)電子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則(　　) A．此空間一定不存在磁場(chǎng) B．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度方向平行 C．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度方向垂直 D．此空間可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度方向垂直 解析：選BD.由洛倫茲力公式可知：當(dāng)v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力作用，因此電子未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，不能說(shuō)明此空間一定不存在磁場(chǎng)，只能說(shuō)明此空間可能有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與電子速度方向平行，則選項(xiàng)B正確．此空間也可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度方向垂直，導(dǎo)致電子所受合力為零．則選項(xiàng)D正確． 8. (2018四川雙流中學(xué)期中)某空間存在著如圖所示的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A、B兩個(gè)物塊疊放在一起，并置于光滑的絕緣水平地面上，物塊A帶正電，物塊B為不帶電的絕緣塊．水平恒力F作用在物塊B上，使A、B一起由靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)，在A、B一起向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，以下關(guān)于A、B受力和運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．A對(duì)B的壓力變大 B．B對(duì)A的摩擦力保持不變 C．A對(duì)B的摩擦力變大 D．兩物體運(yùn)動(dòng)的加速度減小 解析：選AB.A帶正電，在向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受到的洛倫茲力的方向向下，所以對(duì)B的壓力變大，B對(duì)地面的壓力變大，所以A正確；A、B兩物塊間沒(méi)有相對(duì)的滑動(dòng)，是靜摩擦力，由于B與地面之間沒(méi)有摩擦力的作用，所以A、B受到的合力不變，加速度大小不變，A、B之間的摩擦力不變，所以B正確，C、D錯(cuò)誤． 9．(2018河北石家莊辛集中學(xué)期中)如圖所示，一個(gè)帶負(fù)電的油滴以水平向右的速度v進(jìn)入一個(gè)方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B后，保持原速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果使勻強(qiáng)磁場(chǎng)發(fā)生變化，則下列判斷中正確的是(　　) A．磁場(chǎng)B減小，油滴動(dòng)能增加 B．磁場(chǎng)B增大，油滴機(jī)械能不變 C．使磁場(chǎng)方向反向，油滴動(dòng)能減小 D．使磁場(chǎng)方向反向后再減小，油滴重力勢(shì)能減小 解析：選ABD.帶負(fù)電的油滴在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受豎直向下的重力和豎直向上的洛倫茲力而平衡，當(dāng)B減小時(shí)，由f＝qvB可知洛倫茲力減小，重力大于洛倫茲力，油滴向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，故油滴動(dòng)能增加，但油滴機(jī)械能不變，故A、B正確；磁場(chǎng)反向，洛倫茲力豎直向下，油滴向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤，D正確． 10．(2018河北邯鄲第一中學(xué)期末)如圖所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)，可在水平放置的粗糙細(xì)桿上自由滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)直至處于平衡狀態(tài)，則圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為(　　) A．0 B．mv C. D．m 解析：選ABD.當(dāng)qv0B＝mg時(shí)，圓環(huán)不受支持力和摩擦力，摩擦力做功為零，故A正確．當(dāng)qv0Bmg時(shí)，圓環(huán)先做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)qvB＝mg時(shí)，不受摩擦力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)． 當(dāng)qvB＝mg時(shí)得： v＝.根據(jù)動(dòng)能定理得： －W＝mv2－mv 代入解得：W＝m， 故C錯(cuò)誤，D正確． 三、非選擇題 11．如圖所示，運(yùn)動(dòng)電荷電荷量為q＝210－8C，電性已在圖中標(biāo)明，運(yùn)動(dòng)速度v＝4105 m/s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5 T，則三個(gè)電荷受到的洛倫茲力的大小分別為多少？ 解析：對(duì)于A、B，雖電性不同，速度方向也不同，但速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都垂直，據(jù)f＝qvB得f1＝210－841050.5 N＝410－3 N. 對(duì)C，v沿垂直于B方向的分量為v′＝vcos 30 所受洛倫茲力大小則為f2＝qv′B＝210－84105cos 300.5 N≈3.510－3 N. 答案：410－3 N　410－3 N　3.510－3 N 12.如圖所示，質(zhì)量為m的帶正電的小球能沿豎直的絕緣墻豎直下滑，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平，并與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直．若小球電荷量為q，球與墻間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則小球下滑的最大速度為多大？最大加速度為多大？ 解析：小球沿墻豎直下滑，由左手定則可知小球所受洛倫茲力方向向左．對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受重力mg、洛倫茲力qvB、墻面給小球的支持力N和摩擦力f，如圖所示． 在這些力的作用下，小球?qū)?huì)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到加速度a＝0，小球就會(huì)持續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直到有其他外力來(lái)迫使它改變． 根據(jù)各對(duì)應(yīng)規(guī)律列出方程：F＝qvB f＝μN(yùn) N－F＝0 mg－f＝ma 整理得：mg－μqvB＝ma 根據(jù)上式討論，當(dāng)a＝0時(shí)，v最大，解得：v＝；剛開(kāi)始時(shí)v＝0，即只受重力作用時(shí)的加速度最大，此時(shí)a＝g. 答案：　　g