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文檔簡介
雙基限時練(二十四)運動電荷在磁場中受到的力1.下列說法中正確的是()A.運動電荷不受洛倫茲力的地方肯定沒有磁場B.運動電荷受的洛倫茲力方向既與其運動方向垂直,又與磁感線方向垂直C.帶電荷量為q的電荷,在磁場中運動速度大小不變,則所受洛倫茲力肯定不變D.洛倫茲力對運動電荷不做功解析運動電荷的速度跟磁場平行時,將不受洛倫茲力作用,故選項A錯誤;由左手定則可知洛倫茲力垂直于速度與磁場所打算的平面,故選項B正確;洛倫茲力對運動電荷不做功,電荷速度大小不變,故選項D正確.答案BD2.初速度為v0的電子,沿平行于通電長直導線的方向射出,直導線中電流方向與電子的初始運動方向如圖所示,則()A.電子將向右偏轉,速率不變B.電子將向左偏轉,速率轉變C.電子將向左偏轉,速率不變D.電子將向右偏轉,速率轉變解析由右手螺旋定則推斷通電直導線產生的磁場分布及方向,再由左手定則推斷電子在該磁場中受洛倫茲力方向,洛倫茲力不做功,即速率不變.答案A3.如圖所示,一束電子流沿管的軸線進入螺線管,忽視重力,電子在管內的運動應當是()A.當從a端通入電流時,電子做勻加速直線運動B.當從b端通入電流時,電子做勻加速直線運動C.不管從哪端通入電流,電子都做勻速直線運動D.不管從哪端通入電流,電子都做勻速圓周運動解析通電螺線管產生的磁場在通電螺線管內部磁感線的方向與螺線管的軸線平行,所以電子沿軸線進入螺線管不受洛倫茲力作用,故選項C正確.答案C4.下列關于帶電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動的說法,正確的是()A.只要速度的大小相同,所受洛倫茲力的大小就相同B.假如把+q改為-q,且速度反向而大小不變,則洛倫茲力的大小、方向都不變C.洛倫茲力方向肯定與電荷運動的速度方向垂直,磁場方向也肯定與電荷的運動方向垂直D.當粒子只受洛倫茲力作用時,動能不變解析洛倫茲力的大小不僅與速度的大小有關,還與其方向有關,故A選項錯誤;用左手定則判定洛倫茲力方向時,負電荷運動的方向跟正電荷運動的方向相反,故把+q換成-q,且速度反向而大小不變時,洛倫茲力的方向不變,又因速度方向與B的夾角也不變,故洛倫茲力的大小、方向均不發(fā)生變化,B選項正確;洛倫茲力的方向肯定跟電荷速度方向垂直,但電荷進入磁場的速度方向可以是任意的,因而磁場方向與電荷的運動方向的夾角也可以是任意的,故C項錯誤;洛倫茲力對運動電荷不做功,不轉變運動電荷的動能,故D選項正確.答案BD5.帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時,會受到洛倫茲力作用,下列表述正確的是()A.洛倫茲力對帶電粒子做功B.洛倫茲力不轉變帶電粒子的動能C.洛倫茲力的大小與速度無關D.洛倫茲力不轉變帶電粒子的速度方向解析帶電粒子在磁場中受到的洛倫茲力始終與運動方向垂直,故洛倫茲力不做功,只轉變速度的方向,B選項正確.答案B6.如圖所示,勻強電場的方向豎直向下,勻強磁場方向垂直紙面對里,三個油滴a、b、c帶有等量同種電荷,其中a靜止,b向右做勻速運動,c向左做勻速運動,比較它們的重力Ga、Gb、Gc間的關系,正確的是()A.Ga最大 B.Gb最大C.Gc最大 D.Gb最小解析依據題意與圖可知,a不受洛倫茲力,只在重力與電場力的作用下靜止.依據F合=0,可知,a帶負電.明顯,b、c也帶負電,所以b所受洛倫茲力方向豎直向下,c所受洛倫茲力方向豎直向上.設三個油滴的電荷量為q,電場的場強為E,磁場磁感應強度為B,運動電荷的運動速度為v.據F合=0得對a有:Ga-Eq=0,Ga=Eq;對b有:Gb+Bqv-Eq=0,Gb=Eq-Bqv;對c有:Gc-Bqv-Eq=0,Gc=Eq+Bqv.所以有Gc>Ga>Gb.答案CD7.如圖所示,帶等量異種電荷的平行板之間,存在著垂直紙面對里的勻強磁場,一帶電粒子在電場力和洛倫茲力的作用下,從靜止開頭自A點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C點是曲線的最低點,不計重力,以下說法正確的是()A.這個粒子帶正電荷B.A點和B點必定位于同一水平面上C.在C點洛倫茲力大于電場力D.粒子達到B點后將沿曲線返回A點解析帶電粒子從靜止開頭,最初僅受電場力,由題意可知粒子帶正電,故A選項正確;由于洛倫茲力不做功,A、B兩點應處在同一等勢面上,所處電場為勻強電場,故B選項正確;粒子在C處受電場力和洛倫茲力作用,向上偏轉,則洛倫茲力大于電場力,故C選項正確;粒子到達B點后將重復以前的過程,故D選項錯誤.答案ABC8.如圖所示,兩個半徑相同的半圓形軌道分別豎直放在勻強電場和勻強磁場中,軌道兩端在同一高度上,軌道是光滑的,兩個相同的帶正電小球同時從兩軌道左端最高點O由靜止釋放,M、N為軌道的最低點,以下說法正確的是()A.兩小球到達軌道最低點的速度vM>vNB.兩小球到達軌道最低點時對軌道的壓力FM>FNC.小球第一次到達M點的時間大于到達N點的時間D.在磁場中小球能到達軌道的另一端,在電場中不能解析小球在磁場中到達軌道最低點時只有重力做功,vM=eq\r(2gR).在電場中到達軌道最低點時,重力做正功,電場力做負功,依據動能定理,有mgR-qER=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,N),vN=eq\r(2gR-2\f(qER,m)),所以vM>vN;由于eq\x\to(OM)=eq\x\to(ON),所以該過程所用時間tM<tN,故A選項正確,C選項錯誤.依據能量守恒定律,知D選項正確.在M點FM′=mg+qvMB+meq\f(v\o\al(2,M),R),在N點FN′=mg+meq\f(v\o\al(2,N),R),不難看出,FM′>FN′,由牛頓第三定律,可知FM=FM′,FN=FN′,所以B選項正確.答案ABD9.如圖所示,a為帶正電的小物塊,b是一不帶電的絕緣物塊,a、b疊放于粗糙的水平地面上.地面上方有垂直紙面對里的勻強磁場.現用水平恒力F拉b物塊,使a、b一起無相對滑動地向左加速運動,在加速運動階段()A.a、b一起運動的加速度減小B.a、b一起運動的加速度增大C.a、b物塊間的摩擦力減小D.a、b物塊間的摩擦力增大解析以a為爭辯對象,分析a受力狀況:a向左加速,受到的洛倫茲力方向向下且增大,對b的壓力增大;以a、b整體為爭辯對象,分析整體受的合力,b對地面壓力增大,b受到摩擦力增大,整體受合力減小,加速度減小;以a為爭辯對象,b對a的摩擦力是a受到的合力,a物體的加速度減小,a所受合力減小,故a、b間的摩擦力減小,所以A、C選項正確.答案AC10.試推斷下圖中各圖帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子的帶電性.答案①圖:豎直向上,②圖:垂直紙面對外,③圖:負電荷,④圖:垂直紙面對里11.光滑絕緣桿與水平面保持θ角,磁感應強度為B的勻強磁場布滿整個空間,一個帶正電q,質量為m,可以自由滑動的小環(huán)套在桿上,如圖所示,小環(huán)下滑過程中對桿的壓力為零時,小環(huán)的速度為________.解析以帶電小環(huán)為爭辯對象,受力如圖.f=mgcosθ,f=qvB解得v=eq\f(mgcosθ,qB)答案eq\f(mgcosθ,qB)12.如圖所示,質量為m的帶正電小球能沿著豎直的絕緣墻豎直下滑,磁感應強度為B的勻強磁場方向水平,并與小球運動方向垂直.若小球電荷量為q,球與墻間的動摩擦因數為μ.則小球下滑的最大速度為________,最大加速度為________.解析當小球剛開頭下滑時,有最大加速度,即a=g當小球的加速度為零時,有最大速度,即mg=μff=qvB解得v=eq\f(mg,μqB)答案eq\f(mg,μqB)g13.質量為m、帶電荷量為+q的小球,用一長為l的絕緣細線懸掛在方向垂直紙面對里的勻強磁場中,磁感應強度為B,如圖所示,用絕緣的方法使小球位于使懸線呈水平的位置A,然后靜止釋放,小球運動的平面與B的方向垂直,求小球第一次和其次次經過最低點C時懸線的拉力FT1和FT2.解析小球由A運動到C的過程中,洛倫茲力始終與v的方向垂直,對小球不做功,只有重力做功,由動能定理,有mgl=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,c)解得vc=eq\r(2gl)小球第一次經過C點時,
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