2024高中物理刷題首秧第三章第5節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力對點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版選修3-1

PAGEPAGE6第5節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力對應(yīng)學(xué)生用書P711.洛倫茲力是指磁場對運(yùn)動(dòng)eq\o(□,\s\up1(10))不做功。2．若帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，則F＝eq\o(□,\s\up1(11))Bqv。若帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角為θ，則F＝eq\o(□,\s\up1(12))qvBsinθ。對應(yīng)學(xué)生用書P71考點(diǎn)一對洛倫茲力方向的判定1．一束混合粒子流從一放射源射出后，進(jìn)入如圖所示的磁場，分別為1、2、3三束，則不正確的是()A．1帶正電B．1帶負(fù)電C．2不帶電D．3帶負(fù)電答案B解析依據(jù)左手定則，帶正電的粒子向左偏，即1；不偏轉(zhuǎn)說明不帶電，即2；帶負(fù)電的粒子向右偏，說明是3，B正確。2．運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。將陰極射線管的兩極與高壓電源連接后，加上如圖所示的磁場，可視察到從負(fù)極向右射出的高速電子流(電子帶負(fù)電)的偏轉(zhuǎn)狀況是()A．平行于紙面對上偏轉(zhuǎn)B．平行于紙面對下偏轉(zhuǎn)C．垂直于紙面對內(nèi)偏轉(zhuǎn)D．垂直于紙面對外偏轉(zhuǎn)答案D解析應(yīng)用左手定則推斷洛倫茲力方向時(shí)，四指指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向，磁場穿過掌心，則大拇指垂直于紙面指向外，故電子束垂直于紙面對外偏轉(zhuǎn)，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)二洛倫茲力的特點(diǎn)及應(yīng)用3.如圖所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽視重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)是()A．當(dāng)從a端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)從b端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案C解析電子的速度v∥B、F洛＝0，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。C正確。4．關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(僅受電場力，洛侖茲力作用)()A．帶電粒子沿電場線方向射入，靜電力對帶電粒子做功，粒子動(dòng)能肯定增加B．帶電粒子垂直于電場線方向射入，靜電力對帶電粒子不做功，粒子動(dòng)能不變C．帶電粒子沿磁感線方向射入，洛倫茲力對帶電粒子做正功，粒子動(dòng)能肯定增加D．不管帶電粒子怎樣射入磁場，洛倫茲力對帶電粒子都不做功，粒子動(dòng)能不變答案D解析對A，只有粒子帶正電時(shí)才成立，A錯(cuò)誤；垂直射入勻強(qiáng)電場的帶電粒子，不管帶電性質(zhì)如何，靜電力都會(huì)做正功，動(dòng)能增加，B錯(cuò)誤。帶電粒子從平行磁感線方向射入，不受洛倫茲力作用，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤。由于洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，故洛倫茲力對帶電粒子始終不做功。綜上所述，D正確。5．顯像管原理的示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場時(shí)，電子束將打在熒光屏正中心的O點(diǎn)，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)。設(shè)垂直紙面對里的磁場方向?yàn)檎较?，若使高速電子流打在熒光屏上的位置由a點(diǎn)漸漸移動(dòng)到b點(diǎn)，下列磁場的改變能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()答案A解析電子偏轉(zhuǎn)到a點(diǎn)時(shí)，依據(jù)左手定則可知，磁場方向垂直紙面對外，對應(yīng)的B-t圖的圖線應(yīng)在t軸下方；電子偏轉(zhuǎn)到b點(diǎn)時(shí)，依據(jù)左手定則可知，磁場方向垂直紙面對里，對應(yīng)的B-t圖的圖線應(yīng)在t軸上方，A正確?？键c(diǎn)三帶電物體在磁場中的運(yùn)動(dòng)問題6.(多選)如圖所示，兩個(gè)傾角分別為30°和60°的光滑斜面固定于水平地面上，并處于方向垂直紙面對里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電荷量為＋q的小滑塊甲和乙分別從兩個(gè)斜面頂端由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，兩小滑塊都將飛離斜面，在此過程中()A．甲滑塊飛離斜面瞬間的速度比乙滑塊飛離斜面瞬間的速度大B．甲滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比乙滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間短C．甲滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的位移與乙滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的位移大小相同D．兩滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中，重力的平均功率相等答案AD解析小滑塊飛離斜面時(shí)，洛倫茲力與重力的垂直斜面的分力平衡，故：mgcosθ＝qvmB計(jì)算得出：vm＝eq\f(mgcosθ,qB)所以斜面角度越小，飛離斜面瞬間的速度越大，A正確；由受力分析得加速度a＝gsinθ，所以甲的加速度小于乙的加速度，因?yàn)榧椎淖畲笏俣却笥谝业淖畲笏俣?，由vm＝at得，甲在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于乙在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，B錯(cuò)誤；由A、B的分析和x＝eq\f(v\o\al(2,m),2a)得，甲在斜面上運(yùn)動(dòng)的位移大于乙的位移，C錯(cuò)誤；由平均功率的公式P＝Feq\x\to(v)＝mg·eq\f(vm,2)sinθ＝eq\f(m2g2sinθ·cosθ,2qB)，D正確。7．(多選)如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面對里，一個(gè)帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．微?？隙◣ж?fù)電B．微粒肯定做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．微粒的機(jī)械能肯定增加D．微粒的電勢能肯定增加答案ABC解析小球受重力、電場力和洛倫茲力的作用，要使粒子做直線運(yùn)動(dòng)，則合力肯定始終與運(yùn)動(dòng)方向在同始終線上，因洛倫茲力F＝Bqv，與速度有關(guān)，所以在運(yùn)動(dòng)中粒子的速度必需保持不變，故粒子始終做勻速直線運(yùn)動(dòng)；三力的合力為零，則受力狀況只能如圖所示，因此粒子肯定帶負(fù)電，A、B正確；因?yàn)殡妶隽ο蜃?，對微粒做正功，故粒子的電勢能減??；因重力之外的電場力做正功，故粒子的機(jī)械能肯定增加，C正確，D錯(cuò)誤。對應(yīng)學(xué)生用書P721．關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v三者方向之間的關(guān)系，下列說法正確的是()A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不肯定垂直于vC．B必定垂直于F、v，但F不肯定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不肯定垂直于B答案B解析本題考查公式F＝qvB中各物理量的關(guān)系，由左手定則可知F⊥B，F(xiàn)⊥v，B與v可以不垂直，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。2．一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷通過某一空間時(shí)，沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么就這個(gè)空間是否存在電場或磁場，下列說法中正確的是()A．肯定不存在電場B．肯定不存在磁場C．肯定存在磁場D．可以既存在磁場，又存在電場答案D解析運(yùn)動(dòng)電荷沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明速度方向沒變，此空間可以存在電場，如運(yùn)動(dòng)方向與電場方向在同始終線上，也可以存在磁場，如v平行B，也可能既有電場，又有磁場，如正交的電磁場，qE＝qvB時(shí)，D正確。3．如圖所示，某空間勻強(qiáng)電場的方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場垂直紙面對里，一金屬桿ab從高h(yuǎn)處自由下落，則()A．a(chǎn)端先著地B．b端先著地C．兩端同時(shí)著地D．以上說法均不正確答案B解析金屬桿下落過程中，其中自由電子相對磁場向下運(yùn)動(dòng)，故受向左的洛倫茲力作用而在a端聚集，則b端剩余正電荷，在電場力作用下，b端加速，而a端受電場力的阻礙，故b端先著地，B正確。4．一帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中沿著磁感線方向運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大一倍，則帶電粒子受到的洛倫茲力()A．增大兩倍B．增大一倍C．減小一半D．依舊為零答案D解析本題考查了洛倫茲力的計(jì)算公式F＝qvB，留意公式的適用條件。若粒子速度方向與磁場方向平行，洛倫茲力為零，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。5．(多選)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物塊，從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個(gè)斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖所示，若帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對斜面的作用力恰好為零，下列說法中正確的是()A．小物塊肯定帶正電B．小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運(yùn)動(dòng)D．小物塊在斜面上下滑過程中，當(dāng)小物塊對斜面壓力為零時(shí)的速率為eq\f(mgcosθ,Bq)答案BD解析小物塊在某時(shí)刻對斜面的作用力恰好為零，則在運(yùn)動(dòng)過程中受到的洛倫茲力垂直斜面對上，依據(jù)左手定則，小物塊帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；題意只分析小物塊未離開斜面前的運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力始終垂直小物塊的運(yùn)動(dòng)方向，小物塊受到的合外力是重力沿斜面對下的分力，所以小物塊在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤；小物塊對斜面壓力為零時(shí)，洛倫茲力與重力沿垂直斜面方向的分力相等，qvB＝mgcosθ，v＝eq\f(mgcosθ,Bq)，D正確。6.質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球，用一長為l的絕緣細(xì)線懸掛在方向垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖所示，用絕緣的方法使小球位于使懸線呈水平的位置A處，然后靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)的平面與B的方向垂直，求小球第一次和其次次經(jīng)過最低點(diǎn)C時(shí)懸線的拉力FT1和FT2。答案3mg－qBeq\r(2gl)3mg＋qBeq\r(2gl)解析小球由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，洛倫茲力始終與v的方向垂直，對小球不做功，只有重力做功，由動(dòng)能定理有mgl＝eq