2024-2025學(xué)年高中物理第三章磁場5運動電荷在磁場中受到的力課時作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE6課時作業(yè)24運動電荷在磁場中受到的力時間：45分鐘一、單項選擇題1．關(guān)于運動電荷和磁場的說法中，正確的是(D)A．運動電荷在某點不受洛倫茲力作用，這點的磁感應(yīng)強度必為零B．電荷的運動方向、磁感應(yīng)強度方向和電荷所受洛倫茲力的方向肯定相互垂直C．電子運動電荷由于受到垂直于它的磁場力作用而偏轉(zhuǎn)，這是因為洛倫茲力對電子做功D．電荷與磁場沒有相對運動，電荷就肯定不受磁場的作用力解析：運動電荷處于磁感應(yīng)強度為零處，所受洛倫茲力為零，但當(dāng)運動電荷的速度方向和磁場方向一樣時(同向或反向)也不受洛倫茲力的作用；運動電荷受到的洛倫茲力垂直于磁場方向和電荷運動方向所確定的平面，即洛倫茲力既垂直于磁場方向，也垂直于電荷的運動方向，但磁場方向和電荷運動方向不肯定垂直；因為洛倫茲力肯定垂直于電荷的運動方向，所以洛倫茲力恒久不做功；運動電荷受洛倫茲力的作用，這里的運動應(yīng)是與磁場的相對運動．2.長直導(dǎo)線AB旁邊，有一帶正電的小球，用絕緣絲線懸掛在M點，當(dāng)導(dǎo)線AB通以如圖所示的恒定電流時，下列說法正確的是(D)A．小球受磁場力作用，方向與導(dǎo)線AB垂直且指向紙里B．小球受磁場力作用，方向與導(dǎo)線AB垂直且指向紙外C．小球受磁場力作用，方向與導(dǎo)線AB垂直向左D．小球不受磁場力作用解析：電場對其中的靜止電荷、運動電荷都有力的作用，而磁場只對其中的運動電荷才有力的作用，且運動方向不能與磁場方向平行，所以D選項正確．3.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(nèi)的運動應(yīng)當(dāng)是(C)A．當(dāng)從a端通入電流時，電子做勻加速直線運動B．當(dāng)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：不管通有什么方向的電流，螺線管內(nèi)部磁場方向始終與軸線平行，帶電粒子沿著磁感線運動時不受洛倫茲力，所以應(yīng)始終保持原運動狀態(tài)不變．4．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的速率為v，若加一個垂直紙面對外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率為(B)A．變大 B．變小C．不變 D．條件不足，無法推斷解析：加上磁場后，滑塊受一垂直斜面對下的洛倫茲力，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?。?．帶電油滴以水平速度v0垂直進入磁場，恰做勻速直線運動，如圖所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強度為B，則下述說法正確的是(C)A．油滴必帶正電荷，電荷量為2mg/v0BB．油滴必帶負(fù)電荷，比荷q/m＝g/v0BC．油滴必帶正電荷，電荷量為mg/v0BD．油滴帶什么電荷都可以，只要滿意q＝mg/v0B解析：油滴水平向右勻速運動，其所受洛倫茲力必向上與重力平衡，故帶正電，其電荷量q＝eq\f(mg,v0B)，C正確．6．一個帶正電的微粒(重力不計)穿過如圖所示的勻強磁場和勻強電場區(qū)域時，恰能沿直線運動，則欲使電荷向下偏轉(zhuǎn)時應(yīng)采納的方法是(C)A．增大電荷質(zhì)量B．增大電荷電荷量C．減小入射速度D．增大磁感應(yīng)強度解析：粒子在穿過這個區(qū)域時所受的力為：豎直向下的電場力Eq和豎直向上的洛倫茲力qvB，且此時Eq＝qvB.若要使電荷向下偏轉(zhuǎn)，需使Eq>qvB，則減小速度v、減小磁感應(yīng)強度B或增大電場強度E均可．二、多項選擇題7．下列關(guān)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(BD)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(dāng)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(guān)，還與其方向有關(guān)，故A選項錯誤；用左手定則判定洛倫茲力方向時，負(fù)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)生變更，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隨意的，因而磁場方向與電荷的運動方向的夾角也可以是隨意的，故C項錯誤；洛倫茲力對運動電荷不做功，不變更運動電荷的動能，故D選項正確．8．如圖所示，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面對里．質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電．現(xiàn)將三個小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過圓形軌道的最高點，則(CD)A．經(jīng)過最高點時，三個小球的速度相等B．經(jīng)過最高點時，甲球的速度最小C．甲球的釋放位置比乙球的高D．運動過程中三個小球的機械能均保持不變解析：三個小球在運動過程中機械能守恒，對甲有qv1B＋mg＝eq\f(mv\o\al(2,1),r)，對乙有mg－qv2B＝eq\f(mv\o\al(2,2),r)，對丙有mg＝eq\f(mv\o\al(2,3),r)，可推斷A、B錯，C、D對；選C、D.9．如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面對外、強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑．在滑塊下滑的過程中，下列推斷正確的是(CD)A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達(dá)地面時的動能與B的大小無關(guān)C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面對下D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上解析：依據(jù)左手定則可推斷滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面對下，選項C正確；滑塊沿斜面下滑的速度變更，磁感應(yīng)強度變更，則洛倫茲力的大小變更、壓力變更、滑動摩擦力變更、滑動摩擦力做的功變更，選項A、B錯誤；若B很大，則滑動摩擦力較大，滑塊先加速下滑后減速下滑，速度減為零時靜止于斜面，選項D正確．三、非選擇題10．有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面對里的勻強磁場中，如圖所示，為了使小球飄離平面，勻強磁場在紙面內(nèi)移動的最小速度應(yīng)為多少？方向如何？答案：eq\f(mg,qB)水平向左解析：當(dāng)磁場向左運動時，相當(dāng)于小球向右運動，帶正電的小球所受的洛倫茲力方向向上，當(dāng)其與重力平衡時，小球即將飄離平面．設(shè)此時速度為v，則由力的平衡有：qvB＝mg，則v＝eq\f(mg,qB)，磁場應(yīng)水平向左平移．11．電子以1×106m/s的速度垂直射入磁感應(yīng)強度為B＝0.25T的勻強磁場中，求：(1)電子受到的洛倫茲力的大?。?2)電子因受到洛倫茲力作用獲得的加速度大?。?電子電荷量1.6×10－19C、質(zhì)量0.91×10－31kg)答案：(1)4×10－14N(2)4.4×1017m/s2解析：電子受到的洛倫茲力大小為F＝qvB＝1.6×10－19×1×106×0.25N＝4×10－14N電子的加速度為a＝eq\f(F,m)＝eq\f(4×10－14,0.91×10－31)m/s2≈4.4×1017m/s2.12．如圖所示是電磁流量計的示意圖，在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強磁場，當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時，測出管壁上a、b兩點間的電勢差U，就可以知道管中液體的流量Q——單位時間內(nèi)流過液體的體積(m3/s)．已知圓管的直徑為D，磁感應(yīng)強度為B，試推導(dǎo)出Q與U的關(guān)系式．答案：Q＝eq\f(πUD,4B)解析：a、b兩點間的電勢差是由于導(dǎo)電液體