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  • 2021-05-26 发布

【物理】2020届一轮复习人教版运动电荷在磁场中受到的力课时作业

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2020 届一轮复习人教版 运动电荷在磁场中受到的力 课时作业 一、选择题 考点一 洛伦兹力 1.关于运动电荷和磁场的说法中,正确的是( ) A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,这点的磁感应强度必为零 B.只要速度大小相同,粒子所受洛伦兹力就相同 C.电子束垂直进入磁场发生偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果 D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力 答案 D 解析 运动电荷的速度方向如果和磁场方向平行,运动电荷不受洛伦兹力作用,故 A 错误;洛伦兹力是矢 量,速度方向不同,洛伦兹力的方向就不同,故 B 错误;洛伦兹力对运动电荷不做功,故 C 错误;只有运 动的电荷在磁场中运动方向与磁场方向不平行才受磁场力作用,所以电荷与磁场没有相对运动,电荷就一 定不受磁场的作用力,故 D 正确. 2.如图 1 所示,电子枪发射电子经加速后沿虚线方向进入匀强磁场区域(图中圆内),沿图中实线方向射 出磁场,最后打在屏上 P 点,则磁场的方向可能为( ) 图 1 A.垂直纸面向外 B.垂直纸面向内 C.平行纸面向上 D.平行纸面向右 答案 A 解析 电子受到的洛伦兹力方向向上,根据左手定则可得磁场的方向可能垂直纸面向外,A 正确. 3.下列四幅图关于各物理量方向间的关系中,正确的是( ) 答案 B 解析 由左手定则可知,安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直,故 A 错误;磁场的方向向下,电流 的方向垂直纸面向里,由左手定则可知安培力的方向向左,故 B 正确;由左手定则可知,洛伦兹力的方向 与磁感应强度的方向垂直,应为垂直纸面向外,故 C 错误;通电螺线管内部产生的磁场的方向沿螺线管的 轴线的方向,由题图 D 可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行,不受洛伦兹力,故 D 错误. 4.两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,两粒子质量之比为 1∶4,电荷量之比 为 1∶2,则两带电粒子所受洛伦兹力之比为( ) A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4 答案 C 解析 带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时,洛伦兹力 F=qvB 与电荷量成正比,与质量无关,C 项正 确. 考点二 带电粒子(带电体)在磁场中的运动 5.(多选)如图 2 所示,质量为 m 的带电绝缘小球(可视为质点)用长为 l 的绝缘细线悬挂于 O 点,在悬点 O 下方有匀强磁场.现把小球拉离平衡位置后从 A 点由静止释放,小球从 A 点和 D 点向最低点运动,则下列 说法中正确的是( ) 图 2 A.小球两次到达 C 点时,速度大小相等 B.小球两次到达 C 点时,细线的拉力相等 C.小球两次到达 C 点时,加速度相同 D.小球从 A 至 C 和从 D 至 C 过程中,运动快慢一样 答案 ACD 解析 由题意可知,当进入磁场后,才受到洛伦兹力作用,且力的方向与速度方向垂直,所以只有重力做 功,则小球从 A 至 C 和从 D 至 C 到达 C 点时,速度大小相等,加速度相同,从 A 至 C 和从 D 至 C 过程中, 运动快慢也一样,A、C、D 正确;由于进出磁场的方向不同,由左手定则可知,洛伦兹力方向不同,所以 细线拉力的大小不同,故 B 错误. 6.(2018·安徽师大附中高三上期末)电视显像管原理的示意图如图 3 所示,当没有磁场时,电子束将打 在荧光屏正中央的 O 点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的 磁场方向为正方向,若使电子打在荧光屏上的位置由 a 点逐渐移动到 b 点,下列变化的磁场能够使电子发 生上述偏转的是( ) 图 3 答案 A 解析 电子偏转到 a 点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,对应的 B-t 图的图线应在 t 轴 下方;电子偏转到 b 点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,对应的 B-t 图的图线应在 t 轴 上方,A 正确. 7.(多选)(2017·苏州市调研测试)如图 4 所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的 M、N 两小 孔中,O 为 M、N 连线的中点,连线上 a、b 两点关于 O 点对称,导线均通有大小相等、方向向上的电流, 已知长直导线在周围产生的磁感应强度 B=kI r ,式中 k 是常数,I 是导线中的电流,r 为点到导线的距离, 一带正电的小球以初速度 v0 从 a 点出发沿连线运动到 b 点,关于上述过程,下列说法正确的是( ) 图 4 A.小球先做加速运动后做减速运动 B.小球一直做匀速直线运动 C.小球对桌面的压力先减小后增大 D.小球对桌面的压力一直在增大 答案 BD 解析 根据题意,通过 M、N 的导线电流方向都向上且大小相等,在 M、N 周围产生逆时针方向(从上向下 看)的磁场,且离直导线越远磁场越弱,由磁场的叠加知,从 a 到 b 合磁场的磁感应强度方向先垂直于两 导线所在平面向里后垂直于两导线所在平面向外,且大小先减小后增大,根据 F=qvB 可知,带电小球受 到洛伦兹力先向上后向下且先减小后增大,从 a 到 O,桌面对带电小球的支持力 FN=G-F,从 O 到 b,桌 面对带电小球的支持力 FN=G+F,则支持力大小一直增加,由牛顿第三定律知,小球对桌面的压力一直增 加,由于洛伦兹力方向与带电小球运动方向垂直,故小球运动速度不变,B、D 正确. 8.两个完全相同的带等量的正电荷的小球 a 和 b,从同一高度自由落下,分别穿过高度相同的水平方向的 匀强电场和匀强磁场,如图 5 所示,然后再落到地面上,设两球运动所用的总时间分别为 ta、tb,则( ) 图 5 A.ta=tb B.ta>tb C.ta<tb D.条件不足,无法比较 答案 C 解析 a 球进入匀强电场后,始终受到水平向右的电场力 F 电=qE 作用,这个力不会改变 a 在竖直方向运 动的速度,故它下落的总时间 ta 与没有电场时自由下落的时间 t0 相同.b 球以某一速度进入匀强磁场瞬间 它就受到水平向右的洛伦兹力作用,这个力只改变速度方向,会使速度方向向右发生偏转,又因为洛伦兹 力始终与速度方向垂直,当速度方向变化时,洛伦兹力的方向也发生变化,不再沿水平方向.如图所示为 小球 b 在磁场中某一位置时的受力情况,从图中可以看出洛伦兹力 F 洛的分力 F1 会影响小球竖直方向的运动, 使竖直下落的加速度减小(小于 g),故其下落的时间 tb 大于没有磁场时小球自由下落的总时间 t0.综上所述, ta<tb. 9.(多选)如图 6 所示,在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球,管道半径略大于球体 半径,整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中;现给球施加一个水平向右的初速度 v0,以后小球 的速度随时间变化的图象可能正确的是( ) 图 6 答案 ACD 解析 给小球施加一个水平向右的初速度,小球将受到向上的洛伦兹力,还受重力、可能有向后的滑动摩 擦力;若重力小于洛伦兹力,小球受到向下的弹力,则受到摩擦力,做减速运动,当洛伦兹力等于重力时, 做匀速运动,故 C 正确.若重力大于洛伦兹力,小球受到向上的弹力,则受到摩擦力,将做减速运动,随 洛伦兹力的减小,支持力变大,摩擦力变大,加速度逐渐变大,最后速度为零,故 D 正确.若洛伦兹力等 于小球的重力,小球将做匀速直线运动,故 A 正确.故选 A、C、D. 10.(多选)质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球,从倾角为θ的粗糙绝缘斜面(μ