2020高中物理3.6 洛伦兹力与现代技术 每课一练2（粤教版选修3-1） 5页

‎3.6 洛伦兹力与现代技术 每课一练2（粤教版选修3-1） ‎ 图14‎ ‎1．(双选)一带正电的粒子以速度v0垂直飞入如图14所示的电场和磁场共存的区域，B、E及v0三者方向如图所示．已知粒子在运动过程中所受的重力恰好与电场力平衡，则带电粒子在运动过程中( )‎ A．机械能守恒 B．加速度始终不变 C．动能始终不变 D．电势能与机械能总和守恒 图15‎ ‎2．(单选)在某一空间同时存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的方向竖直向上，磁场方向如图15所示．两个带电液滴在此复合场中恰好能在竖直平面内做匀速圆周运动，则( )‎ A．它们的运动周期一定相等 B．它们做圆周运动的方向可能相反 C．若它们的质量和速度大小的乘积相等，轨道半径就一定相等 D．若它们的动能相等，轨道半径就一定相等 图16‎ ‎3．(单选)如图16所示，真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴A、B、C在场中做不同的运动．其中A静止，B向右做匀速直线运动，C向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为( )‎ A．A最大 B．B最大 C．C最大 D．都相等 图17‎ ‎4．(双选)如图17所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这些混合正离子在区域Ⅰ中都不偏转，进入Ⅱ后偏转半径r也相同，则它们一定具有相同的( )‎ A．速度 B．质量 C．电荷量 D．比荷 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 答案 图18‎ ‎5．如图18所示，质量为m的带正电的小球能沿竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直．若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为__________．‎ 图19‎ ‎6．在如图19所示的真空环境中，匀强磁场方向水平且垂直纸面向外，磁感应强度B＝2.5 T；匀强电场方向水平向左，场强E＝ N/C.一个带负电的小颗粒质量m＝3.0×10－7 kg，电荷量q＝3.0×10－6 C，带电小颗粒在这个区域中刚好做匀速直线运动．求：‎ ‎(1)这个带电小颗粒运动的方向和速度大小．‎ ‎(2)如果小颗粒运动到图中P点时，把磁场突然撤去，小颗粒将做什么运动？若运动中小颗粒将会通过与P点在同一电场线上的Q点，那么从P点运动到Q点所需时间有多长？(g取10 m/s2)‎ 参考答案 课后巩固提升 ‎1．CD [因为带电粒子所受的重力与电场力大小相等，电荷在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，且洛伦兹力不做功，故动能不变，C正确；但是在电荷运动过程中，电势能与重力势能发生变化，而电势能与机械能总和守恒，D正确．]‎ ‎2．A [带电液滴要做匀速圆周运动，必须有Eq＝mg，且两液滴均带正电，由洛伦兹力提供向心力，结合左手定则可判断，两液滴均沿逆时针方向做圆周运动，B错误；由T＝＝，可知它们的运动周期与液滴的电性、电荷量、质量均无关，‎ 故周期相同，A正确；由r＝可知，若两液滴的mv相同，电荷量不一定相同，r也不一定相同，C错误；由r＝ 可知，Ek相同时，r也不一定相同，D错误．]‎ ‎3．C [由分析知：A静止，所以A不受洛伦兹力的作用，只受重力和电场力作用，且Eq＝m‎1g，所以m1＝，并且可以判断油滴带负电．‎ B向右做匀速直线运动，受力分析知B受向下的重力m‎2g、向上的电场力Eq和向下的洛伦兹力qvB，且Eq＝m‎2g＋qvB，所以m2＝ C向左做匀速直线运动，受力分析知C受向下的重力m‎3g、向上的电场力Eq和向上的洛伦兹力qvB，且Eq＋qvB＝m‎3g，所以m3＝(Eq＋qvB)/g 所以A、B、C三油滴的质量大小关系为m2＜m1＜m3.]‎ ‎4．AD [由于在区域Ⅰ不偏转，由qvB1＝qE，得v＝，A正确；在区域Ⅱ，由qvB2＝m，得r＝，知D正确．]‎ ‎5. g 解析 小球沿墙竖直下滑，由左手定则可知小球所受洛伦兹力方向向左．对小球进行受力分析，小球受重力mg、洛伦兹力qvB、墙面给小球的支持力FN和摩擦力f，如图所示．‎ 在这些力的作用下，小球将会做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度a＝0，小球就会持续匀速运动 状态直到有其他外力来迫使它改变．‎ 根据各对应规律列出方程： 整理得：mg－μqvB＝ma 根据上式讨论，当a＝0时，v最大，解得：v＝；刚开始时v＝0，即只受重力作用时的加速度最大，此时a＝g.‎ ‎6．见解析 解析 (1)带电小颗粒受力如图所示．‎ tan α＝＝，所以α＝30°.‎ 由左手定则得，带负电小颗粒的运动方向应与水平方向成60°角斜向右上方．‎ 由平衡条件可得：qvB＝，‎ 解得v＝＝0.8 m/s.‎ ‎(2)突然撤去磁场后，小颗粒受到的重力和电场力的合力方向与速度方向垂直，故小颗粒将做变速曲线运动(类平抛运动)．加速度大小为a＝＝‎2g＝20 m/s2，‎ 方向与水平方向成30°角斜向右下方．‎ 在竖直方向上，小颗粒做初速度为vsin 60°、加速度为g的竖直上抛运动，Q点是P点的对称点，所以从P点运动到Q点所需时间：t＝＝0.08 s≈0.14 s． ‎