【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 7页

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