高中物理選修3-1教學(xué)案：第三章 第5節(jié) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力 含答案

1、.第5節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力1磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力，洛倫茲力的方向可由左手定那么斷定。2荷蘭物理學(xué)家洛倫茲1895年提出了著名的洛倫茲力公式FqvBsin ，其中為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向的夾角。3電視顯像管應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理。電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對(duì)線圈產(chǎn)生的，叫做偏轉(zhuǎn)線圈。一、洛倫茲力的方向和大小1洛倫茲力的定義運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中所受的作用力。2洛倫茲力的方向1實(shí)驗(yàn)觀察陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)。沒有磁場時(shí)電子束是一條直線。將一蹄形磁鐵跨放在陰極射線管外面，電子流運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生彎曲。2洛倫茲力方向的判斷：左手定那么：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)

2、；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。3洛倫茲力的大小1電荷量為q的粒子以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，假如速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，那么FqvB。2當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場的方向夾角為時(shí)，F(xiàn)qvBsin_。3當(dāng)電荷沿磁場方向運(yùn)動(dòng)即0或vB時(shí)，F(xiàn)0。二、電視顯像管的工作原理圖3­5­11構(gòu)造：如圖3­5­1所示，由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏組成。2原理1電子槍發(fā)射電子。2電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)。3熒光屏被電子束撞擊發(fā)光。3掃描：在偏轉(zhuǎn)區(qū)的程度方向和豎直方向都有偏

3、轉(zhuǎn)磁場，其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化，使得電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)從上向下、從左向右不斷挪動(dòng)。4偏轉(zhuǎn)線圈：使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對(duì)線圈產(chǎn)生的。1自主考慮判一判1運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場中受的力叫洛倫茲力，正電荷所受的洛倫茲力的方向與磁場方向一樣，負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向與磁場方向相反。×2同一電荷，以一樣大小的速度進(jìn)入磁場，速度方向不同時(shí)，洛倫茲力的大小也可能一樣。3假設(shè)電荷的速度方向與磁場平行時(shí)，不受洛倫茲力。4判斷電荷所受洛倫茲力的方向時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮電荷的電性。5顯像管中偏轉(zhuǎn)線圈中的電流恒定不變時(shí)，電子打在熒光屏上的光點(diǎn)是不動(dòng)的。2合作探究議一議1正電荷所受洛倫茲力的方向，負(fù)電荷所受洛倫茲

4、力的方向以及導(dǎo)線所受安培力的方向有什么聯(lián)絡(luò)？提示：電流的方向即正電荷定向挪動(dòng)的方向也就是負(fù)電荷定向挪動(dòng)的反方向。所以安培力的方向和相應(yīng)正電荷沿電流方向挪動(dòng)所受洛倫茲力方向及相應(yīng)負(fù)電荷沿電流反方向挪動(dòng)所受洛倫茲力方向一致，表達(dá)了安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。2顯像管工作時(shí)，電子束依次掃描熒光屏上各點(diǎn)，可為什么我們覺察不到熒光屏的閃爍？提示：這是由于眼睛的視覺暫留現(xiàn)象，當(dāng)電子束掃描頻率到達(dá)人眼的臨界閃爍頻率時(shí)，由于視覺暫留的原因，人眼就感覺不到熒光屏的閃爍。洛倫茲力的方向1決定洛倫茲力方向的因素有三個(gè)電荷的電性正、負(fù)、速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。當(dāng)電性一定時(shí)，其他兩個(gè)因素決定洛倫茲力的方向，假如只讓

5、一個(gè)因素相反，那么洛倫茲力方向必定相反；假如同時(shí)讓兩個(gè)因素相反，那么洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儭?F、B、v三者方向間關(guān)系電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場方向間沒有因果關(guān)系，兩者關(guān)系是不確定的。電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場方向確定洛倫茲力方向，F(xiàn)B，F(xiàn)v，即F垂直于B和v所決定的平面。3特點(diǎn)洛倫茲力的方向隨電荷運(yùn)動(dòng)方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷運(yùn)動(dòng)方向，不改變電荷速度大小。1如下圖的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電荷的運(yùn)動(dòng)速度v和磁場對(duì)電荷的作用力F的互相關(guān)系圖中，畫得正確的選項(xiàng)是其中B、F、v兩兩垂直解析：選C由于B、F、v兩兩垂直，根據(jù)左手定那么得：A、B、D選項(xiàng)中受洛倫茲力

6、都與圖示F的方向相反，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。2每時(shí)每刻都有大量宇宙射線向地球射來，地磁場可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地面，這對(duì)地球上的生物有非常重要的意義。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場的作用下，它將A向東偏轉(zhuǎn)B向南偏轉(zhuǎn)C向西偏轉(zhuǎn) D向北偏轉(zhuǎn)解析：選A赤道附近的地磁場方向程度向北，一個(gè)帶正電的射線粒子豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)左手定那么可以確定，它受到程度向東的洛倫茲力，故它向東偏轉(zhuǎn)。A正確。3.湯姆孫通過對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子。如圖3­5­2所示，把電子射線管陰極射線管放在蹄形磁鐵的兩極之間，可以觀察到電子束偏轉(zhuǎn)

7、的方向是圖3­5­2A向上 B向下C向左 D向右解析：選B電子束帶負(fù)電，電子束由負(fù)極向正極運(yùn)動(dòng)，在電子束運(yùn)動(dòng)的過程中，條形磁鐵產(chǎn)生的磁場由N極指向S極，根據(jù)左手定那么可判斷出電子受到的洛倫茲力方向向下，故電子束的偏轉(zhuǎn)方向向下，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。洛倫茲力的大小1洛倫茲力與安培力的區(qū)別和聯(lián)絡(luò)區(qū)別聯(lián)系洛倫茲力是指單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷所受到的磁場力，而安培力是指電流即大量定向挪動(dòng)的電荷所受到的磁場力洛倫茲力永不做功，而安培力可以做功安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀解釋大小關(guān)系：F安NF洛N是導(dǎo)體中定向運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù) 方向關(guān)系：洛倫茲力與安培力的方向特點(diǎn)一致，均可用左手

8、定那么進(jìn)展判斷2洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力電場力產(chǎn)生條件電荷必須運(yùn)動(dòng)且速度方向與B不平行時(shí)，電荷才受到洛倫茲力帶電粒子只要處在電場中就受到電場力大小方向FqvBsin ，F(xiàn)B，F(xiàn)v，用左手定那么判斷FqE，F(xiàn)的方向與E同向或反向特點(diǎn)洛倫茲力永不做功電場力可以做功一樣點(diǎn)反映了電場和磁場都具有力的性質(zhì)典例如圖3­5­3所示，外表粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向圖3­5­3外、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、帶電量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無關(guān)

9、C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上思路點(diǎn)撥1滑塊與斜面之間存在滑動(dòng)摩擦力。2洛倫茲力的方向可由左手定那么判斷。3洛倫茲力隨滑塊速度的增大而增大。解析根據(jù)左手定那么可知，滑塊受到垂直斜面向下的洛倫茲力，C對(duì)。隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對(duì)斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯(cuò)。B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，據(jù)動(dòng)能定理，滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能就越小，B錯(cuò)。由于開場時(shí)滑塊不受洛倫茲力就能下滑，故B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上，D錯(cuò)。答案C洛倫茲力作用下的變加速運(yùn)動(dòng)問題1注意受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析。

10、帶電物體在磁場中速度變化時(shí)洛倫茲力的大小隨之變化，并進(jìn)一步導(dǎo)致壓力、摩擦力的變化，物體在變力作用下將做變加速運(yùn)動(dòng)。2注意臨界狀態(tài)的分析。當(dāng)摩擦力與引起物體運(yùn)動(dòng)的外力平衡時(shí)，物體將處于平衡狀態(tài)；當(dāng)洛倫茲力增大使物體與接觸面的壓力為零時(shí)，物體將要分開接觸面。 1多項(xiàng)選擇一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在某個(gè)空間里沒有受到洛倫茲力的作用，那么A這個(gè)空間一定沒有磁場B這個(gè)空間不一定沒有磁場C這個(gè)空間可能有方向與電荷運(yùn)動(dòng)方向平行的磁場D這個(gè)空間可能有方向與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直的磁場解析：選BC運(yùn)動(dòng)電荷在某空間沒有受到洛倫茲力，可能此空間無磁場存在，也可能電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行，故B、C均正確。2兩個(gè)帶電粒子以一樣的速度垂直

11、磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場，兩粒子質(zhì)量之比為14，電量之比為12，那么兩帶電粒子受洛倫茲力之比為A21 B11C12 D14解析：選C帶電粒子的速度方向與磁感線方向垂直時(shí)，洛倫茲力FqvB，與電荷量成正比，與質(zhì)量無關(guān)，C項(xiàng)正確。3.如圖3­5­4所示，一個(gè)帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，假設(shè)小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)程度絕緣面正好無壓力，應(yīng)該圖3­5­4A使B的數(shù)值增大B使磁場以速率v向上挪動(dòng)C使磁場以速率v向右挪動(dòng)D使磁場以速率v向左挪動(dòng) 解析：選D為使小球?qū)ζ矫鏌o壓力，那么應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場不動(dòng)

12、而只增大B，靜止電荷在磁場里不受洛倫茲力，A不對(duì)；磁場向上挪動(dòng)相當(dāng)于電荷向下運(yùn)動(dòng)，受洛倫茲力向右，不可能平衡重力；磁場以v向右挪動(dòng)，等同于電荷以速率v向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向下，也不可能平衡重力，故B、C不對(duì)；磁場以v向左挪動(dòng)，等同于電荷以速率v向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向上。當(dāng)qvBmg時(shí)，帶電體對(duì)絕緣程度面無壓力，即v，選項(xiàng)D正確。磁場與科技1速度選擇器圖3­5­5如圖3­5­5所示，D1和D2是兩個(gè)平行金屬板，分別連在電源的兩極上，其間有一電場強(qiáng)度為E的電場，同時(shí)在此空間加有垂直于電場方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。S1、S2為兩個(gè)小孔，且S1與S2連線方

13、向與金屬板平行。速度沿S1、S2連線方向從S1飛入的帶電粒子只有做直線運(yùn)動(dòng)才可以從S2飛出。因此能從S2飛出的帶電粒子所受的電場力與洛倫茲力平衡，即qEqvB。故只要帶電粒子的速度滿足v，即使電性不同，比荷不同，也可沿直線穿出右側(cè)的小孔S2，而其他速度的粒子要么上偏，要么下偏，無法穿出S2。因此利用這個(gè)裝置可以到達(dá)選擇某一速度帶電粒子的目的，故稱為速度選擇器。2磁流體發(fā)電機(jī)圖3­5­6如圖3­5­6所示，將一束等離子體即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，從整體上來說是呈電中性噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，那么高速射入的離子在洛倫茲力

14、的作用下向A、B兩板聚集，使兩板間產(chǎn)生電勢差，假設(shè)平行金屬板間距為d，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體流速為v，氣體從一側(cè)面垂直磁場射入板間，不計(jì)氣體電阻，外電路電阻為R，那么兩板間可能到達(dá)的最大電壓和最大電流為多少？如圖3­5­7所示，運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受洛倫茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，正、負(fù)離子分別到達(dá)B、A極板B為電源正極，故電流方向從B到A，使A、B板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場，在電場力的作用下偏轉(zhuǎn)逐漸減弱，當(dāng)?shù)入x子體不發(fā)生偏轉(zhuǎn)即勻速穿過時(shí)，有qvBqE，所以此時(shí)兩極板間電勢差UEdBdv，據(jù)閉合電路歐姆定律可得電流大小I。圖3­5­73霍爾效應(yīng)圖3­5&#

15、173;8如圖3­5­8所示，厚度為h，寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)電流按如圖方向通過導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會(huì)產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)說明，當(dāng)磁場不太強(qiáng)時(shí)，電勢差U、電流I和B的關(guān)系為Uk，式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)?；魻栃?yīng)可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場。橫向電場對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電場力。當(dāng)靜電場力與洛倫茲力到達(dá)平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)面之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢差。由Uk可得B，這也是一種測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方法。

16、4電磁流量計(jì)1原理如圖3­5­9所示是電磁流量計(jì)的示意圖，在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過此磁場區(qū)域時(shí)，測出管壁上a、b兩點(diǎn)間的電勢差U，就可以知道管中液體的流量Qm3/s單位時(shí)間內(nèi)流過液體的體積。圖3­5­92流量的計(jì)算電荷隨液體流動(dòng)，受到豎直方向的洛倫茲力，使正負(fù)電荷在上下兩側(cè)聚積，形成電場。當(dāng)電場力與洛倫茲力平衡時(shí)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)，此時(shí)qqvB得v，液體流量Qv。典例磁強(qiáng)計(jì)是利用霍爾效應(yīng)來測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的儀器，其原理可理解為：如圖3­5­10所示，一塊導(dǎo)體接上a、b、c、d四個(gè)電極，將導(dǎo)體放在勻強(qiáng)磁場

17、之中，a、b間通以電流I，c、d間就會(huì)出現(xiàn)電勢差，只要測出c、d間的電勢差U，就可以測得B。試證明之。圖3­5­10思路點(diǎn)撥1電荷定向挪動(dòng)的速率v與電流I的關(guān)系為Invlhq。2電荷所受的洛倫茲力與電荷所受的電場力等大反向時(shí)，c、d間的電勢差恒定不變。解析c、d間電勢差到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，有UEh此時(shí)定向挪動(dòng)的自由電荷受到的電場力與洛倫茲力平衡，有EqqvB式中v為自由電荷的定向挪動(dòng)速率，由此可知B設(shè)導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，那么電流InqSv式中S為導(dǎo)體橫截面積，即Slh因此v，B由此可知B U。故只要將裝置先在磁場中定出標(biāo)度，就可通過測定U來確定B的大小。答案見解析速度

18、選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、霍爾效應(yīng)具有一樣的特點(diǎn)，即在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電荷所受的洛倫茲力與電場力均等大反向。 1如圖3­5­11所示，在兩程度極板間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向下，圖3­5­11磁場方向垂直于紙面向里，一帶電粒子以某一速度沿程度直線通過兩極板。假設(shè)不計(jì)重力，以下四個(gè)物理量中哪一個(gè)改變時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)改變？A粒子速度的大小 B粒子所帶的電荷量C電場強(qiáng)度 D磁感應(yīng)強(qiáng)度解析：選B帶電粒子在電場和磁場中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件知qEqvB，可以看出，帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度以及帶電粒子速度的大小均能影

19、響粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，而粒子所帶的電荷量不影響運(yùn)動(dòng)軌跡，選項(xiàng)A、C、D不符合要求，選項(xiàng)B正確。2.為了測量某化肥廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖3­5­12所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下外表方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U。假設(shè)用Q表示污水流量單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積，以下說法正確的選項(xiàng)是圖3­5­12A假設(shè)污水中正離子較多，那么前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高B前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后

20、內(nèi)側(cè)面的電勢，與哪種離子多無關(guān)C污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與電壓U成正比，與a、b有關(guān)解析：選B由左手定那么可判斷：假設(shè)流動(dòng)的是正離子，那么正離子向里偏，前內(nèi)側(cè)面電勢低于后內(nèi)側(cè)面電勢；假設(shè)流動(dòng)的是負(fù)離子，那么負(fù)離子向外偏，仍然是前內(nèi)側(cè)面電勢低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，故A錯(cuò)B對(duì)。污水穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，對(duì)任一離子有：qvBqE，所以UBbv，電勢差與濃度無關(guān)，故C錯(cuò)。流量QSvbc·，可以看出流量與a、b均無關(guān)，故D錯(cuò)。3如圖3­5­13所示，磁流體發(fā)電機(jī)的極板相距d0.2 m，極板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，B1.0 T。外電路中可變負(fù)載電阻R用導(dǎo)線與

21、極板相連。電離氣體以速率v1 100 m/s沿極板垂直于磁場方向射入，極板間電離氣體的等效內(nèi)阻r0.1 ，試求此發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為多大？圖3­5­13解析：開關(guān)S斷開時(shí)，由離子受力平衡可得qBvqE所以板間電壓為UBvd此發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢為E源UBvd1.0×1 100×0.2 V220 V當(dāng)可變負(fù)載電阻調(diào)到Rr0.1 時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率最大，最大輸出功率為Pmax W121 kW。答案：121 kW12019·海南高考如圖1，a是豎直平面P上的一點(diǎn)。P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點(diǎn)，P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下

22、，在程度面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過a點(diǎn)。在電子經(jīng)過a點(diǎn)的瞬間，條形磁鐵的磁場對(duì)該電子的作用力的方向圖1A向上B向下C向左 D向右解析：選A條形磁鐵的磁感線方向在a點(diǎn)為垂直P向外，粒子在條形磁鐵的磁場中向右運(yùn)動(dòng)，所以根據(jù)左手定那么可得電子受到的洛倫茲力方向向上，A正確。2.初速度為v0的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運(yùn)動(dòng)方向如圖2所示，那么圖2A電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變B電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變C電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變D電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變解析：選A由右手定那么斷定直線電流右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里，再根據(jù)左手定那么斷定電子所受洛倫茲力向右，由于洛倫茲力不做功，電

23、子動(dòng)能不變。3.在長直通電螺線管中通入變化的電流i如圖3所示電流的方向周期性改變，并沿著其中心軸線OO的方向射入一顆速度為v的電子，那么此電子在螺線管內(nèi)部空間運(yùn)動(dòng)的情況是圖3A勻速直線運(yùn)動(dòng)B來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)C變速直線運(yùn)動(dòng) D曲線運(yùn)動(dòng)解析：選A通電螺線管內(nèi)部的磁場方向與軸線平行，故電子進(jìn)入螺線管后不受洛倫茲力，應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。4多項(xiàng)選擇如圖4所示，用絲線吊一個(gè)質(zhì)量為m的帶電絕緣小球處于勻強(qiáng)磁場中，空氣阻力不計(jì)，假設(shè)小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)向最低點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)，那么兩次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)圖4A小球的動(dòng)能一樣B絲線所受的拉力一樣C小球所受的洛倫茲力一樣D小球的向心加速度一樣解析：選AD帶電小球受到的洛倫茲力及繩的拉力跟

24、速度方向時(shí)刻垂直，對(duì)小球不做功，只改變速度方向，不改變速度大小，只有重力做功，故兩次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度大小不變，動(dòng)能一樣，選項(xiàng)A正確；小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)向最低點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)，兩次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度方向相反，由左手定那么可知兩次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)洛倫茲力方向相反，故繩的拉力大小不同，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；由a可知向心加速度一樣，選項(xiàng)D正確。5.從地面上方A點(diǎn)處由靜止釋放一電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子，地面附近有如圖5所示的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向程度向右，磁場方向垂直于紙面向里，粒子落地時(shí)的速度大小為v1；假設(shè)電場不變，只將磁場的方向改為垂直于紙面向外，粒子落地時(shí)的速度大小為v2，那么圖5Av1v2 Bv1v2Cv1v

25、2 D無法斷定解析：選A帶電粒子下落過程中，受到重力、電場力和洛倫茲力作用，洛倫茲力的方向跟運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，重力做的功都一樣，但電場力做的功有區(qū)別。假設(shè)磁場方向垂直于紙面向里，粒子落下后沿電場力方向挪動(dòng)的間隔 比磁場方向垂直于紙面向外時(shí)的大，電場力做的功多，故v1v2，選項(xiàng)A正確。6.帶電油滴以程度向右速度v0垂直進(jìn)入磁場，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖6所示，假設(shè)油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么下述說法正確的選項(xiàng)是圖6A油滴必帶正電荷，電量為B油滴必帶正電荷，比荷為C油滴必帶負(fù)電荷，電量為D油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q解析：選C由于帶電的油滴進(jìn)入磁場中恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且受到的重力向下，

26、洛倫茲力方向必定向上。由左手定那么可知油滴一定帶負(fù)電荷，且滿足mgqv0B0。所以q，故C正確。7.截面為矩形的載流金屬導(dǎo)線置于磁場中，如圖7所示，將出現(xiàn)以下哪種情況圖7A在b外表聚集正電荷，而a外表聚集負(fù)電荷B在a外表聚集正電荷，而b外表聚集負(fù)電荷C開場通電時(shí)，電子做定向挪動(dòng)并向b偏轉(zhuǎn)D兩個(gè)外表電勢不同，a外表電勢較高解析：選A金屬導(dǎo)體靠電子導(dǎo)電，金屬正離子并沒有挪動(dòng)，而電流由金屬導(dǎo)體中的自由電子的定向挪動(dòng)向左挪動(dòng)形成。應(yīng)用左手定那么，四指應(yīng)指向電流的方向，讓磁感線垂直穿過手心，拇指的指向即為自由電子的受力方向。也就是說，自由電子受洛倫茲力方向指向a外表一側(cè)，實(shí)際上自由電子在向左挪動(dòng)的同時(shí)，

27、受到指向a外表的作用力，并在a外表進(jìn)展聚集，由于整個(gè)導(dǎo)體是呈電中性的正、負(fù)電荷總量相等，所以在b的外表“裸露出正電荷層，并使b外表電勢高于a外表電勢。8. 多項(xiàng)選擇如圖8所示，在一絕緣、粗糙且足夠長的程度管道中有一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電球體，管道半徑略大于球體半徑。整個(gè)管道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的程度勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與管道垂直?，F(xiàn)給帶電球體一個(gè)程度速度v，那么在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，帶電球體抑制摩擦力所做的功可能為圖8A0 B.m2C.mv2D.m解析：選ACD當(dāng)小球帶負(fù)電時(shí)，對(duì)小球受力分析如圖1所示，隨著向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小，直到速度減小為零，所以抑制摩擦力做的功為Wmv2。當(dāng)小球帶

28、正電時(shí)，設(shè)當(dāng)安培力等于重力時(shí)，小球的速度為v0，那么mgqv0B，即v0。當(dāng)vv0時(shí)，如圖2所示，重力與洛倫茲力平衡，所以小球做勻速運(yùn)動(dòng)，所以抑制摩擦力做的功為W0；當(dāng)vv0時(shí)，如圖3所示，管壁對(duì)小球有向上的支持力，隨著向右減速運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小，支持力、摩擦力逐漸增大，直到速度減小到零，所以抑制摩擦力做的功為Wmv2；當(dāng)vv0時(shí)，如圖4所示，管壁對(duì)小球有向下的彈力，隨著小球向右減速運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力逐漸減小、彈力逐漸減小，摩擦力逐漸減小，直到彈力減小到零，摩擦力也為零，此時(shí)重力和洛倫茲力平衡，此后小球向右做勻速運(yùn)動(dòng)，所以抑制摩擦力做的功為Wmv2mvm，綜上分析，可知A、C、D項(xiàng)正確。9多項(xiàng)選擇如圖9所示，在圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，從左方程度射入的電子，通過該區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，假設(shè)電子重力可忽略不計(jì)，那么在該區(qū)域中的E和B的方向可能是圖9AE豎直向上，B垂直紙面向外BE豎直向上，B垂直紙面向里CE和B都沿程度方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向一樣DE和B都沿程度方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反解析：選ACD假如E豎直向上，B垂直紙面向外，電子沿圖中方向射入后，電場力向下，洛倫茲力向上，二力可能平衡，電子可能沿直線通過E、B共存區(qū)域，故A對(duì)；同理B不對(duì)；假如E、B沿程度方向且與電子運(yùn)動(dòng)方向一樣，電子不受洛倫茲力作用，但電子受到與E