2019-2020學(xué)年高中物理 第6章 磁場對電流和運動電荷的作用 第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用課時作業(yè)（含解析）魯科版選修3-1

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1、第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用 一、選擇題 1．在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向判斷不正確的是(　　) 解析：根據(jù)左手定則可知A、B正確，C項帶電粒子速度方向與磁場方向平行，帶電粒子不受洛倫茲力作用，故C錯誤，D中帶電粒子帶負電，應(yīng)用左手定則時應(yīng)讓四指指向v的反方向，D正確． 答案：C 2．某空間存在勻強磁場和勻強電場．一個帶電粒子(不計重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動．下列因素與完成上述兩類運動無關(guān)的是(　　) A．磁場和電場的方向 B．磁場和電場的強弱 C．粒子的電性和電量 D．粒子入射時的速度 解析：不計重力的帶電粒

2、子，在電場和磁場的復(fù)合場中做勻速直線運動，則一定滿足關(guān)系Eq＝qvB①；若撤去電場后，粒子做勻速圓周運動，僅需滿足洛倫茲力充當(dāng)向心力，即qvB＝m②，綜合①②可知，粒子的電性和電量與能否完成題述兩類運動無關(guān)，C對． 答案：C 3．以下說法正確的是(　　) A．電荷處于磁場中一定受到洛倫茲力 B．運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力 C．洛倫茲力對運動電荷一定不做功 D．洛倫茲力可以改變運動電荷的速度大小 解析：只有運動電荷的速度方向與磁場不平行時，運動電荷才會受到洛倫茲力的作用，且洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，對運動電荷永不做功，故A、B、D錯誤，C正確． 答案：C 4. 如圖

3、所示是電視機中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖，它由繞在磁環(huán)上的兩個相同的線圈串聯(lián)而成，線圈中通有如圖所示方向的電流．當(dāng)電子束從紙里經(jīng)磁環(huán)中心向紙外射來時(圖中用符號“?”表示電子束)，它將(　　) A．向右偏轉(zhuǎn) B．向左偏轉(zhuǎn) C．向下偏轉(zhuǎn) D．向上偏轉(zhuǎn) 解析：根據(jù)右手螺旋定則判斷上下兩個線圈的N極均在右邊，S極均在左邊．則磁環(huán)中間處的磁場方向是水平向左的．根據(jù)左手定則判定，由里向外射出的電子流受到的洛倫磁力向上，電子束會向上偏轉(zhuǎn)，選項D對． 答案：D 5．(多選)如圖所示，一陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時，發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下彎曲，則(　　) A．

4、導(dǎo)線中的電流從A到B B．導(dǎo)線中的電流從B到A C．若要使電子束的徑跡向上彎曲，可以改變AB中的電流方向來實現(xiàn) D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān) 解析：電子在通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中運動，無論直導(dǎo)線中的電流方向如何，電子的運動速度都是和磁感應(yīng)強度的方向垂直．根據(jù)左手定則，由于是負電荷，四指應(yīng)指向左方，根據(jù)電子的偏轉(zhuǎn)方向可以確定磁感應(yīng)強度的方向為垂直紙面向里．根據(jù)安培定則，導(dǎo)線中的電流方向為B到A.如果導(dǎo)線中的電流方向相反，則其產(chǎn)生磁場方向也相反，會影響到電子的偏轉(zhuǎn)方向，所以本題的正確選項是B、C. 答案：BC 6. 顯像管的原理示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場時電子束打在熒光屏正中的

5、O點．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)垂直紙面向里的磁場方向為正方向，如果要使電子束打在熒光屏上的位置由P點逐漸移動到Q點，下列磁場能夠使電子束發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是(　　) 解析：P到O過程中洛倫茲力向上，O到Q過程中洛倫茲力向下，根據(jù)左手定則知，能夠使電子束發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的磁場是A. 答案：A 7．如圖所示，在空間中存在著沿水平方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，一個帶電荷量為q、質(zhì)量為m的微粒從圖中a處由靜止釋放，它運動的軌跡如圖中曲線所示，其中b點為軌跡的最低點，c點與a點在同一水平面內(nèi)，此后將重復(fù)這一階段的運動，下面關(guān)于最低點b的說法中不正確的是(　　)

6、A．微粒經(jīng)過b點時的速度方向為水平方向 B．微粒經(jīng)過b點時受到的磁場力與重力大小相等而方向相反 C．微粒經(jīng)過b點時速度大于mg/(Bq) D．微粒經(jīng)過b點時的重力勢能與動能之和等于在a點時的重力勢能 解析：在b點受洛倫茲力和重力，由于合力總是指向軌跡凹向，所以qvB>mg，則v>，在b點速度方向水平向右，由于洛倫茲力不做功，故Ek＋Ep守恒，故A、C、D正確，B不正確． 答案：B 8．如圖所示，甲是一個帶正電的小物塊，乙是一個不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜止于粗糙的水平地板上，地板上方空間有水平方向的勻強磁場．現(xiàn)用水平恒力F拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動地一起水平向左加速運動．

7、在加速運動階段(　　) A．乙物塊與地板之間的摩擦力不斷減小 B．甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大 C．甲、乙兩物塊間的摩擦力大小不變 D．甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷減小 解析：甲、乙無相對滑動地一起水平向左加速運動時，甲所受洛倫茲力逐漸增大，所以乙對地面的壓力逐漸增大，由f＝μN知，乙物塊與地板之間的摩擦力不斷增大，所以A錯誤；由F－f＝(m甲＋m乙)a，可知a逐漸減小，又由f甲乙＝m甲a可知f甲乙逐漸減小，B、C錯誤，D正確． 答案：D 二、非選擇題 9．有一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直指向紙里的勻強磁場中，如圖所示，為了使

8、小球飄離平面，勻強磁場在紙面內(nèi)移動的最小速度應(yīng)為多少？方向如何？ 解析：磁場移動，小球不動時效果上相當(dāng)于磁場不動，小球向相反方向移動．要使移動速度最小，即產(chǎn)生的洛倫茲力最小，此力方向應(yīng)為豎直向上，大小恰與小球重力相等．故根據(jù)左手定則和平衡條件即可求解．設(shè)磁場移動的最小速度為v，則此時一定滿足帶電粒子所受洛倫茲力剛好克服重力，即大小與重力相等，方向向上． 根據(jù)左手定則判斷帶電粒子應(yīng)該向右運動，即勻強磁場向左運動．并且qvB＝mg，解得：v＝mg/qB 所以勻強磁場水平向左移動，速度大小為v＝mg/qB. 答案：mg/qB　向左 10．如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管

9、道，管道的長為L、寬為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開關(guān)S和定值電阻R相連．整個管道置于磁感應(yīng)強度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強磁場中．管道內(nèi)始終充滿電阻率為ρ的導(dǎo)電液體(有大量的正、負離子)，且開關(guān)閉合前后，液體在管道進、出口兩端壓強差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動，液體所受的摩擦阻力不變． (1)求開關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢差大小U0； (2)求開關(guān)閉合前后，管道兩端壓強差的變化Δp； (3)調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其他量和矩形管道的橫截面積S＝dh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)的寬高比的值． 解析：(1)設(shè)帶電離子所帶的電荷量為q，當(dāng)其所受的洛倫茲力與電場力平衡時，U0保持恒定，有qv0B＝q 得U0＝Bdv0. (2)設(shè)開關(guān)閉合前后，管道兩端壓強差分別為p1、p2，液體所受的摩擦阻力均為f，開關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到的安培力為F安，有p1hd＝f，p2hd＝f＋F安，F(xiàn)安＝BId 根據(jù)歐姆定律，有I＝ 兩導(dǎo)體板間液體的電阻r＝ρ 聯(lián)立以上各式解得Δp＝. (3)電阻R獲得的功率為P＝I2R， 則P＝R 當(dāng)＝時，電阻R獲得的最大功率Pm＝. 答案：(1)Bdv0　(2)　(3)　 - 6 -