【物理】2020届一轮复习人教版洛伦兹力作用下的实例分析课时作业 4页

‎2020届一轮复习人教版 洛伦兹力作用下的实例分析 课时作业 选择题 考点一　速度选择器 ‎1．(多选)(2018·临沂市高三上期末)如图1所示，在图中虚线所围区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．已知从左方水平射入的电子，穿过此区域时未发生偏转．电子重力忽略不计，则在此区域中的E和B的方向可能是(　　)‎ 图1‎ A．E竖直向下，B垂直纸面向外 B．E竖直向上，B垂直纸面向里 C．E竖直向上，B垂直纸面向外 D．E、B都沿水平方向，并与电子运行方向相同 答案　CD 解析　若E竖直向下，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向上，而洛伦兹力由左手定则可得方向竖直向上，两个力方向相同，电子穿过此区域会发生偏转，故A错误；若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则有电场力方向竖直向下，而洛伦兹力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动，故B错误；若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向下，而洛伦兹力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转，故C正确；若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则有电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受洛伦兹力，因此穿过此区域不会发生偏转，故D正确．‎ ‎2．(2018·邗江中学高三上期中)如图2所示，水平放置的两块带电平行金属板，板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场．假设电场、磁场只存在于两板间．一个带正电的粒子，以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间，恰好做匀速直线运动．不计粒子的重力及空气阻力，则(　　)‎ 图2‎ A．板间所加的匀强磁场B＝，方向垂直于纸面向里 B．若粒子电荷量加倍，将会向下偏转 C．若粒子从极板的右侧射入，一定沿直线运动 D．若粒子带负电，其他条件不变，将向上偏转 答案　A 解析　因为粒子做匀速直线运动，故它受到的电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反，粒子带正电，电场力的方向竖直向下，故洛伦兹力的方向竖直向上，根据左手定则判断出磁场的方向是垂直纸面向里的，因为Eq＝Bqv0，故B＝，所以选项A正确；若粒子电荷量加倍，将仍然做匀速直线运动，选项B错误；若粒子从极板的右侧射入，电场力方向竖直向下，洛伦兹力方向竖直向下，故它受到的力不平衡，所以它一定不会沿直线运动，选项C错误；若粒子带负电，其他条件不变，将仍做匀速直线运动，选项D错误．‎ ‎3．(多选)如图3所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直．一带电荷量为＋q、质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入，粒子恰好沿直线穿过，则下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A．若带电粒子带电荷量为＋2q，粒子将向下偏转 B．若带电粒子带电荷量为－2q，粒子仍能沿直线穿过 C．若带电粒子速度为2v，粒子不与极板相碰，则从右侧射出时电势能一定增加 D．若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过 答案　BC 解析　粒子恰好沿直线穿过，电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反，粒子做匀速直线运动，根据平衡条件有：qvB＝qE，解得：v＝，只要粒子速度为，就能沿直线匀速通过速度选择器，故A错误，B正确；若带电粒子速度为2v，电场力不变，洛伦兹力变为原来的2倍，将会偏转，克服电场力做功，电势能增加，故C正确；若带电粒子从右侧水平射入，电场力方向不变，洛伦兹力方向反向，故粒子一定偏转，故D错误．‎ ‎4.(多选)(2018·厦门市高三第一学期质检)如图4所示，在带电的两平行金属板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E，现有一电子以速度v0平行金属板射入场区，则(　　)‎ 图4‎ A．若v0>，电子沿轨迹Ⅰ运动，出场区时速度v>v0‎ B．若v0>，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度vv0‎ D．若v0<，电子沿轨迹Ⅱ运动，出场区时速度v，则qv0B>qE，即洛伦兹力大于电场力，电子向下偏转，沿轨迹Ⅱ运动，洛伦兹力不做功，而电场力对电子做负功，动能减小，速度减小，故出场区时速度vv0，故C正确，D错误．‎ 考点二　磁流体发电机与电磁流量计 ‎5．(多选)目前世界上有一种新型发电机叫磁流体发电机，如图5表示它的原理：将一束等离子体(包含大量正、负离子)喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，于是金属板上就会聚集电荷，产生电压．以下说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A．B板带正电 B．A板带正电 C．其他条件不变，只增大射入速度，UAB增大 D．其他条件不变，只增大磁感应强度，UAB增大 答案　ACD 解析　根据左手定则，正离子进入磁场受到的洛伦兹力向下，A正确，B错误．最后，离子受力平衡有qBv＝q，可得UAB＝Bvd，C、D正确．‎ ‎6.(多选)如图6所示为一电磁流量计(即计算单位时间内流过某一横截面的液体体积)的原理图：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动．图中磁场方向垂直于纸面向里，大小为B，导电液体中的自由电荷(负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转，a、b间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就稳定为U，则(　　)‎ 图6‎ A．电势a高b低 B．电势b高a低 C．流量Q＝ D．流量Q＝ 答案　BC 解析　根据左手定则可知，导电液体中的自由电荷(负离子)在洛伦兹力作用下向上偏转，则a点电势低，‎ b点电势高，故A错误，B正确；对离子有：qvB＝q，解得v＝.流量等于单位时间内流过液体的体积，有Q＝vS＝π()2＝，故C正确，D错误．‎ 考点三　霍尔效应 ‎7.(多选)(2018·张家口市高三上期末)如图7所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体中单位体积的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A．前侧面电势较高 B．后侧面电势较高 C．磁感应强度的大小为 D．磁感应强度的大小为 答案　BC 解析　电子定向移动的方向沿x轴负方向，所以电子向前侧面偏转，则前侧面带负电，后侧面失去电子带正电，后侧面的电势较高，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，前后两侧面间产生恒定的电势差，则可得＝Bev，q＝n(abvt)e，I＝＝nevab，联立以上几式解得磁场的磁感应强度：B＝，故B、C正确，A、D错误.‎