新高考2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)專題61磁吃運(yùn)動(dòng)電荷的作用

專題61磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用1．(多選)下列關(guān)于洛倫茲力的說(shuō)法中，正確的是()A．洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向共同確定的平面，所以洛倫茲力只變更速度的方向，不變更速度的大小，即洛倫茲力永不做功B．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同C．用左手定則推斷電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受的洛倫茲力時(shí)，要留意負(fù)電荷與正電荷所受力的方向相反D．洛倫茲力方向肯定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向肯定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直2．如圖所示，豎直放置的光滑絕緣斜面處于方向垂直豎直平面(紙面)向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一帶電荷量為q(q>0)的滑塊自a點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，下降高度為h時(shí)到達(dá)b點(diǎn)，滑塊恰好對(duì)斜面無(wú)壓力．關(guān)于滑塊自a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)()A．滑塊在a點(diǎn)受重力、支持力和洛倫茲力作用B．滑塊在b點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為qBeq\r(2gh)C．洛倫茲力做正功D．滑塊的機(jī)械能增大3．[2024·福建省仙游一中期中]質(zhì)量為m的帶電微粒a，僅在洛倫茲力作用下做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)在a經(jīng)過(guò)的軌跡上放置不帶電的微粒b，則a與b發(fā)生完全非彈性碰撞融為一個(gè)整體．(不計(jì)重力和電荷量的損失)則該整體在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑將()A．變大B．變小C．不變D．條件不足，無(wú)法推斷4．[2024·廣東省惠州市考試]一長(zhǎng)直細(xì)金屬導(dǎo)線豎直放置，通以向上的恒定電流，一光滑絕緣管ab水平固定放置，兩端恰好落在一以導(dǎo)線為圓心的圓上，俯視如圖所示．半徑略小于絕緣管半徑的帶正電小球自a端以初速度v0向b端運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，則下列說(shuō)法正確的是()A．小球在絕緣管中先加速后減速運(yùn)動(dòng)B．洛倫茲力對(duì)小球先做正功再做負(fù)功C．小球在管中點(diǎn)處受到的洛倫茲力為零D．小球受到洛倫茲力時(shí)，洛倫茲力方向始終向下5．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一段靜止的長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)線．設(shè)單位長(zhǎng)度導(dǎo)線中有n個(gè)自由電荷，每個(gè)自由電荷的電荷量都為q，它們沿導(dǎo)線定向移動(dòng)的平均速率為v.下列選項(xiàng)正確的是()A．導(dǎo)線中的電流大小為nLqvB．這段導(dǎo)線受到的安培力大小為nLqvBC．沿導(dǎo)線方向電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為vBD．導(dǎo)線中每個(gè)自由電荷受到的平均阻力大小為qvB6．(多選)兩根導(dǎo)線通有大小、方向相同的電流，垂直穿過(guò)絕緣水平面，俯視如圖所示．O點(diǎn)是兩導(dǎo)線在絕緣水平面內(nèi)連線的中點(diǎn)，a、b是連線垂直平分線上到O點(diǎn)距離相等的兩點(diǎn)．一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電滑塊以相同大小的初速度v0分別從a、b向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．滑塊在a、b兩點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力方向相同B．滑塊在a、b兩點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力方向相反C．若水平面光滑，則滑塊從a點(diǎn)動(dòng)身后肯定做曲線運(yùn)動(dòng)D．若水平面粗糙，則滑塊從b點(diǎn)動(dòng)身后肯定做減速運(yùn)動(dòng)7．[2024·湖北黃石市期中]如圖所示，在垂直紙面對(duì)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m，帶電量為＋q的小球穿在足夠長(zhǎng)的水平固定絕緣的直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)對(duì)小球施加水平向右的恒力F0，在小球從靜止起先至速度最大的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A．直桿對(duì)小球的彈力方向不變B．直桿對(duì)小球的摩擦力始終減小C．小球運(yùn)動(dòng)的最大加速度為eq\f(F0,m)D．小球的最大速度為eq\f(F0＋mg,μqB)8．[2024·全國(guó)乙卷]如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m，電荷量為q(q＞0)的帶電粒子從圓周上的M點(diǎn)沿直徑MON方向射入磁場(chǎng)．若粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v1，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)90°；若射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v2，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)60°.不計(jì)重力，則eq\f(v1,v2)為()A．eq\f(1,2)B．eq\f(\r(3),3)C．eq\f(\r(3),2)D．eq\r(3)9．[2024·全國(guó)卷Ⅰ]一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面對(duì)外，其邊界如圖中虛線所示，eq\x\to(ab)為半圓，ac、bd與直徑ab共線，ac間的距離等于半圓的半徑．一束質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子，在紙面內(nèi)從c點(diǎn)垂直于ac射入磁場(chǎng)，這些粒子具有各種速率．不計(jì)粒子之間的相互作用．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間為()A．eq\f(7πm,6qB)B．eq\f(5πm,4qB)C．eq\f(4πm,3qB)D．eq\f(3πm,2qB)10．[2024·河北卷]如圖，一對(duì)長(zhǎng)平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面對(duì)外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，極板與可調(diào)電源相連．正極板上O點(diǎn)處的粒子源垂直極板向上放射速度為v0、帶正電的粒子束，單個(gè)粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q.一足夠長(zhǎng)的擋板OM與正極板成37°傾斜放置，用于汲取打在其上的粒子．C、P是負(fù)極板上的兩點(diǎn)，C點(diǎn)位于O點(diǎn)的正上方，P點(diǎn)處放置一粒子靶(忽視靶的大小)，用于接收從上方打入的粒子，CP長(zhǎng)度為L(zhǎng)0.忽視柵極的電場(chǎng)邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受重力，sin37°＝eq\f(3,5).(1)若粒子經(jīng)電場(chǎng)一次加速后正好打在P點(diǎn)處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓U0的大小；(2)調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板OM上，求電壓的最小值Umin；(3)若粒子靶在負(fù)極板上的位置P點(diǎn)左右可調(diào)，則負(fù)極板上存在H、S兩點(diǎn)(CH≤CP<CS，H、S兩點(diǎn)未在圖中標(biāo)出)，對(duì)于粒子靶在HS區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)，當(dāng)電壓從零起先連續(xù)緩慢增加時(shí)，粒子靶均只能接收到n(n≥2)種能量的粒子，求CH和CS的長(zhǎng)度(假定在每個(gè)粒子的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電壓恒定).專題61磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用1．AC洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向共同確定的平面，所以洛倫茲力只變更速度的方向，不變更速度的大小，故洛倫茲力永不做功，A正確；洛倫茲力的大小不僅和速度大小有關(guān)，還和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、磁場(chǎng)與速度的夾角有關(guān)，B錯(cuò)誤；左手定則中，四指的方向指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，故負(fù)電荷與正電荷所受力的方向相反，C正確；電荷進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向可以與磁場(chǎng)方向成隨意度角，故D錯(cuò)誤．2．B滑塊自a點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，在a點(diǎn)不受洛倫茲力作用，A項(xiàng)錯(cuò)誤；滑塊自a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，洛倫茲力不做功，支持力不做功，滑塊機(jī)械能守恒mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(2gh)，故滑塊在b點(diǎn)受到的洛倫茲力為F＝qBv＝qBeq\r(2gh)，B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．3．C碰撞后，由洛倫茲力供應(yīng)向心力qv0B＝meq\f(v0,r)可得r＝eq\f(mv0,qB)又p＝mv0，碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，p不變；半徑不變，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．4．C小球受重力、管的彈力和洛倫茲力均與運(yùn)動(dòng)方向垂直，各力均不做功，小球在運(yùn)動(dòng)方向不受力的作用，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A、B均錯(cuò)誤；依據(jù)安培定則，磁感線是以導(dǎo)線上點(diǎn)為圓心沿逆時(shí)針?lè)较虻耐膱A，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到ab中點(diǎn)，磁感線與速度平行，洛倫茲力為零，依據(jù)左手定則，可知a端到中點(diǎn)的過(guò)程中洛倫茲力方向向下，從中點(diǎn)到b端的過(guò)程中洛倫茲力方向向上，C正確，D錯(cuò)誤．5．B導(dǎo)線中的電流大小I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nLq,t)＝eq\f(nvtq,t)＝nvq，A錯(cuò)誤；每個(gè)電荷所受洛倫茲力大小f＝qvB，這段導(dǎo)線受到的安培力大小F＝nLf＝nLqvB，B正確；沿導(dǎo)線方向的電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝eq\f(U,L)，U為導(dǎo)線兩端的電壓，它的大小不等于vB，只有在速度選擇器中的電場(chǎng)強(qiáng)度大小才是vB，且其方向是垂直導(dǎo)線方向，C錯(cuò)誤；導(dǎo)線中每個(gè)自由電荷受到的平均阻力方向是沿導(dǎo)線方向的，而qvB是洛倫茲力，該力的方向與導(dǎo)線中自由電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，二者不相等，D錯(cuò)誤．6．AD依據(jù)安培定則，知兩導(dǎo)線連線的垂直平分線上，左邊的磁場(chǎng)方向水平向下，而右邊的磁場(chǎng)方向水平向上，依據(jù)左手定則可得，滑塊在a、b兩點(diǎn)受到的磁場(chǎng)力方向相同，均向里，A正確，B錯(cuò)誤；水平面光滑，滑塊帶正電荷，洛倫茲力垂直平面對(duì)里，平面對(duì)滑塊的支持力與洛倫茲力和重力的合力平衡，肯定做直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；若水平面粗糙，則滑塊從b點(diǎn)動(dòng)身后，由于摩擦力做負(fù)功，洛倫茲不做功，肯定做減速運(yùn)動(dòng)，D正確．7．C豎直方向依據(jù)平衡條件mg＝qvB＋FN，初始時(shí)，洛倫茲力為零，彈力方向向上，此時(shí)小球加速，必定有F0＞μmg，速度達(dá)到最大時(shí)，摩擦力與拉力平衡，此時(shí)彈力必定大于重力，此時(shí)洛倫茲力必定大于重力，且有F0＝μ(qvB－mg)，此時(shí)彈力方向向下，故A錯(cuò)誤；小球起先運(yùn)動(dòng)時(shí)有F0－μ(mg－qvB)＝ma，隨v增大，a增大，當(dāng)v＝