“四翼”檢測評(píng)價(jià)（二） 磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力

“四翼”檢測評(píng)價(jià)（二）磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1.在陰極射線管中電子流方向由左向右，其上方有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，則陰極射線將會(huì)()A．向上偏轉(zhuǎn) B．向下偏轉(zhuǎn)C．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) D．向紙外偏轉(zhuǎn)解析：選B由題意可知，直導(dǎo)線電流的方向由左向右，根據(jù)安培定則，可判定直導(dǎo)線下方的磁場方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶铮帢O射線電子運(yùn)動(dòng)方向由左向右，由左手定則知(電子帶負(fù)電，四指要指向其運(yùn)動(dòng)方向的反方向)，陰極射線將向下偏轉(zhuǎn)，B正確。2．下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向正確的是()解析：選A根據(jù)左手定則判斷得出正電荷的洛倫茲力方向向上，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則判斷可知，負(fù)電荷的洛倫茲力方向向上，C、D錯(cuò)誤。3.高大建筑上都有一豎立的避雷針，用以把聚集在云層中的電荷導(dǎo)入大地。在赤道某地兩建筑上空，有一團(tuán)帶負(fù)電荷的烏云經(jīng)過其正上方時(shí)，發(fā)生放電現(xiàn)象，如圖所示。則此過程中地磁場對(duì)避雷針的作用力的方向是()A．向東 B．向南C．向西 D．向北解析：選C當(dāng)帶有負(fù)電荷的烏云經(jīng)過避雷針上方時(shí)，避雷針開始放電形成瞬間電流，負(fù)電荷從上向下通過避雷針，所以電流的方向?yàn)閺南孪蛏?，磁場的方向從南向北，根?jù)左手定則，安培力的方向向西，C正確。4.(2022·衡水高二檢測)圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電荷的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析：選B由右手螺旋定則可以判斷出a、b、c、d四根長直導(dǎo)線在正方形中心O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示，四個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度按矢量的平行四邊形定則合成，可得合磁場方向水平向左。利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，可得洛倫茲力方向豎直向下，B正確。5.初速度為v0的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則()A．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變B．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變C．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變D．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變解析：選A由右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在電子一側(cè)的方向垂直紙面向里，再由左手定則判斷電子在該磁場中受洛倫茲力方向向右，故電子向右偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力不做功，即電子速率不變，A正確。6.帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場，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，則下述說法正確的是()A．油滴必帶正電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)B．油滴必帶正電荷，比荷eq\f(q,m)＝eq\f(q,v0B)C．油滴必帶負(fù)電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q＝eq\f(mg,v0B)解析：選A油滴水平向右做勻速直線運(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＝eq\f(mg,v0B)，A正確，C、D錯(cuò)誤；油滴的比荷eq\f(q,m)＝eq\f(g,v0B)，B錯(cuò)誤。7.顯像管原理的示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場時(shí)，電子束將打在熒光屏正中的O點(diǎn)，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较?，若使高速電子流打在熒光屏上的位置由b點(diǎn)逐漸移動(dòng)到a點(diǎn)，下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()解析：選C高速電子流打在熒光屏上的位置由b點(diǎn)逐漸移動(dòng)到a點(diǎn)，根據(jù)左手定則可知，磁場的方向開始時(shí)垂直紙面向里，方向?yàn)檎?，且逐漸減弱，后來電子又向上偏轉(zhuǎn)，磁場方向垂直紙面向外，方向?yàn)樨?fù)，且逐漸增強(qiáng)，C正確。8．如圖，一束負(fù)離子從S點(diǎn)沿水平方向射出，在沒有電、磁場時(shí)恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)原點(diǎn)O；若同時(shí)加上電場和磁場后，負(fù)離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第Ⅲ象限中，則所加電場E和磁場B的方向可能是(不計(jì)離子重力及相互作用力)()A．E向上，B向上 B．E向下，B向下C．E向上，B向下 D．E向下，B向上解析：選A由題意可知，負(fù)離子在電場中受力應(yīng)向下，故電場方向應(yīng)向上；而負(fù)離子在磁場作用下向左偏轉(zhuǎn)，故說明洛倫茲力向左，由左手定則可知，B應(yīng)向上，A正確。9．(多選)如圖甲所示，某空間存在著足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁場沿水平方向。磁場中有A、B兩個(gè)物塊疊放在一起，置于光滑水平面上。物塊A帶正電荷，物塊B不帶電且表面絕緣。在t＝0時(shí)刻，水平恒力F作用在物塊B上，物塊A、B由靜止開始做加速度相同的運(yùn)動(dòng)。在物塊A、B一起運(yùn)動(dòng)的過程中，圖乙反映的可能是()A．物塊A所受洛倫茲力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系B．物塊A對(duì)物塊B的摩擦力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系C．物塊A對(duì)物塊B的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系D．物塊B對(duì)地面壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系解析：選CD物塊A受到的洛倫茲力F洛＝qvB＝qBat，t＝0時(shí)，F(xiàn)洛＝0，A錯(cuò)誤；物塊A對(duì)B的摩擦力大小Ff＝mAa，所以Ff隨時(shí)間t的變化保持不變，B錯(cuò)誤；A對(duì)B的壓力FNA＝mAg＋qvB＝mAg＋qBat，C正確；B對(duì)地面的壓力FNB＝(mA＋mB)g＋qBat，D正確。10.如圖所示，質(zhì)量m＝1.0×10－4kg的小球放在絕緣的水平面上，小球帶電荷量q＝2.0×10－4C，小球與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，外加水平向右的勻強(qiáng)電場E＝5V/m，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B＝2T，小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)。(取g＝10m/s2)求：(1)小球具有最大加速度的值為多少？(2)小球的最大速度為多少？解析：(1)小球受向右的靜電力，從而由靜止運(yùn)動(dòng)，開始受到洛倫茲力，使得壓力增大，導(dǎo)致滑動(dòng)摩擦力增大，小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到速度達(dá)到最大后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。因此剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度最大，最大值為a＝eq\f(qE－μmg,m)＝eq\f(2×10－4×5－0.2×1×10－4×10,1×10－4)m/s2＝8m/s2。(2)當(dāng)靜電力等于滑動(dòng)摩擦力時(shí)，速度最大，根據(jù)平衡條件，則有mg＋qvmB＝FN；qE＝Ff＝μFN解得：vm＝eq\f(\f(qE,μ)－mg,qB)＝eq\f(\f(5×2×10－4,0.2)－1×10－4×10,2×10－4×2)m/s＝10m/s。答案：(1)8m/s2(2)10m/sB組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新11．(多選)如圖所示，兩個(gè)半徑相同的半圓形光滑軌道分別豎直放在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中，軌道兩端在同一高度上，軌道是光滑的。兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放，M、N分別為兩軌道的最低點(diǎn)，則()A．兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM＝vNB．兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM＞vNC．在磁場和電場中小球均能到達(dá)軌道的另一端D．在磁場中小球能到達(dá)軌道的另一端，在電場中小球不能到達(dá)軌道的另一端解析：選BD小球在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力不做功，所以滿足機(jī)械能守恒，在電場中受的靜電力向左，下滑過程中靜電力做負(fù)功，所以到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度關(guān)系為vM＞vN，A錯(cuò)誤，B正確；整個(gè)過程小球在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力不做功，所以滿足機(jī)械能守恒，能到達(dá)軌道的另一端；在電場中受的靜電力向左，整個(gè)過程中靜電力都做負(fù)功，機(jī)械能減少，小球不能到達(dá)軌道的另一端，C錯(cuò)誤，D正確。12．(多選)如圖所示，絕緣容器內(nèi)部為長方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶液，容器上、下端裝有鉑電極A和C，置于與容器表面垂直的勻強(qiáng)磁場中，開關(guān)K閉合前容器兩側(cè)P、Q兩管中液面等高，閉合開關(guān)后()A．M處鈉離子濃度大于N處鈉離子濃度B．N處電勢高于M處電勢C．M處電勢高于N處電勢D．P管中液面高于Q管中液面解析：選AD根據(jù)左手定則可知，鈉離子在洛倫茲力作用下，向M處偏轉(zhuǎn)，因此M處鈉離子濃度大于N處鈉離子濃度，A正確；依據(jù)正離子的定向移動(dòng)方向與電流方向相同，而負(fù)離子移動(dòng)方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則可知，正、負(fù)離子均偏向同一方向，因此M、N兩處電勢相等，B、C錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，液體中有從A到C方向的電流，根據(jù)左手定則可知，液體將受到指向M的安培力作用，因此P端的液面將比Q端的高，D正確。13.(2022·廣州高二檢測)如圖所示，在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，水平面上有兩個(gè)并排放置的小滑塊A、B，它們的質(zhì)量分別為mA和mB，兩滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ?；瑝KA、B均帶有負(fù)電荷，電荷量大小分別為qA和qB，不考慮兩滑塊間相互作用的靜電力。在A、B之間有少量炸藥，某時(shí)刻炸藥突然爆炸，爆炸后滑塊A沿水平面以速度大小v0向左勻速運(yùn)動(dòng)，滑塊B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。炸藥爆炸的過程時(shí)間很短，可忽略不計(jì)。重力加速度為g。(1)判斷滑塊A在運(yùn)動(dòng)過程中所受洛倫茲力的方向。(2)求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0。(3)求炸藥爆炸后瞬間滑塊B所受水平面摩擦力的大小。解析：(1)滑塊A向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則說明A不受水平面摩擦力作用，水平面支持力為零，滑塊A所受重力與洛倫茲力兩個(gè)力平衡，則洛倫茲力方向?yàn)樨Q直向上。(2)對(duì)滑塊A，由二力平衡有qAv0B0＝mAg，則B0＝eq\f(mAg,qAv0)。(3)爆炸過程A、B動(dòng)量守恒，爆炸后瞬間B的速度大小為vB，由動(dòng)量守恒定律有0＝mAv0－mBvB，得vB＝eq\f(mAv0,mB