【驕子之路】高中物理 第3章 第5節(jié) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力課后強(qiáng)化演練（含解析）新人教版選修3-1

PAGEPAGE4第三章第5節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力課后強(qiáng)化演練一、選擇題1．關(guān)于電荷在磁場(chǎng)中受力，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．靜止的電荷一定不受洛倫茲力的作用，運(yùn)動(dòng)電荷一定受洛倫茲力的作用B．洛倫茲力的方向有可能與磁場(chǎng)方向平行C．洛倫茲力的方向一定與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直D．帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行時(shí)，一定不受洛倫茲力的作用解析：此題考察判斷洛倫茲力產(chǎn)生的條件，磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷無相互作用力，對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷也不一定有作用力，只有當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不在同一直線上時(shí)才有洛倫茲力作用．答案：CD2．(2023·龍巖市武平一中模擬)關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的表述，以下正確的選項(xiàng)是()A．帶電粒子在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同B．正電荷只在電場(chǎng)力作用下，一定從高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)C．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力方向與粒子的速度方向垂直D．帶電粒子在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的洛倫茲力方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同解析：正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；正電荷只在電場(chǎng)力作用下，也可能從低電勢(shì)處向高電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)左手定那么可知，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力方向與粒子的速度方向垂直，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C3．如圖為說明電視機(jī)顯像管偏轉(zhuǎn)線圈作用的示意圖．當(dāng)線圈中通過圖示方向的電流時(shí)，一束沿中心軸線O自紙內(nèi)射向紙外的電子流將()A．向左偏轉(zhuǎn) B．向右偏轉(zhuǎn)C．向上偏轉(zhuǎn) D．向下偏轉(zhuǎn)解析：由圖知該線圈可等效為兩個(gè)通電螺線管，由安培定那么可判斷，線圈下端為N極，因此O點(diǎn)磁場(chǎng)方向向上，然后由左手定那么可判斷電子流向右偏，故B正確．答案：B4．(2023·甘肅一模)極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進(jìn)入地極附近的大氣層后，由于地磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生的．如下圖，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)半徑不斷減?。诉\(yùn)動(dòng)形成的原因是()A．洛倫茲力對(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小B．空氣阻力對(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小C．與空氣分子碰撞過程中粒子的帶電量減少D．越接近兩極，地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大解析：洛倫茲力提供了粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，方向時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；qvB＝meq\f(v2,r)，解得r＝eq\f(mv,qB)，空氣阻力對(duì)粒子做負(fù)功，使粒子動(dòng)能減小，速度減小，導(dǎo)致軌道半徑變小，故B選項(xiàng)正確；粒子的帶電量減小，根據(jù)r＝eq\f(mv,qB)可知，軌道半徑將變大，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變強(qiáng)，軌道半徑將減小，故D選項(xiàng)正確．答案：BD5．(2023·邯鄲聯(lián)考)如圖是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的云室中觀察到的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，M、N是軌跡上兩點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向里．該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量和電量不變，而動(dòng)能逐漸減少，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．粒子在M點(diǎn)動(dòng)能大，在N點(diǎn)動(dòng)能小B．粒子先經(jīng)過N點(diǎn)，后經(jīng)過M點(diǎn)C．粒子帶正電D．粒子在M點(diǎn)受到的洛倫茲力大于在N點(diǎn)受到的洛倫茲力解析：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，qvB＝meq\f(v2,r)，得r＝eq\f(mv,qB)，速度越小，半徑越小，粒子在M點(diǎn)的半徑小，動(dòng)能小，在N點(diǎn)的半徑大，動(dòng)能大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子運(yùn)動(dòng)過程中，克制阻力做功，動(dòng)能逐漸減小，先經(jīng)過N點(diǎn)，后經(jīng)過M點(diǎn)，B選項(xiàng)正確；根據(jù)左手定那么可知，粒子帶正電，C選項(xiàng)正確；洛倫茲力F＝qvB，速度小，洛倫茲力小，粒子在M點(diǎn)受到的洛倫茲力小于在N點(diǎn)受到的洛倫茲力，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC6．(2023·成都模擬)如下圖，a，b，c，d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于圓弧上相互垂直的兩條直徑的四個(gè)端點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向見圖．一帶正電的粒子從圓心O沿垂直于紙面的方向向里運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是()A．從O指向a B．從O指向bC．從O指向c D．從O指向d解析：根據(jù)對(duì)稱性可知，b、d處的通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，a、c處的通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，沿水平向左，根據(jù)左手定那么可知，一帶正電的粒子從圓心O沿垂直于紙面的方向向里運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是從O指向A．A選項(xiàng)正確．答案：A二、非選擇題7．?dāng)[長(zhǎng)為l，擺球質(zhì)量為m、電荷量為＋q的單擺從如下圖位置A擺下，到最低處便在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)平面垂直磁場(chǎng)．假設(shè)圖中α＝60°，擺球從A起第一次到最低處時(shí)，擺線上的拉力為多少？解析：擺球從靜止擺到最低點(diǎn)的過程中，只有重力做功，洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理：mgl(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(gl).在最低點(diǎn)對(duì)小球受力分析如圖：洛倫茲力F＝qvB豎直向下，重力豎直向下，拉力FT豎直向上．據(jù)牛頓第二定律：FT－mg－F＝meq\f(v2,l)，解得FT＝2mg＋qBeq\r(gl).答案：2mg＋qBeq\r(gl)8．如下圖，某空間存在著相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面水平向里，B＝1T，E＝10eq\r(3)N/C．現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m＝2×10－6kg，電荷量q＝＋2×10－6C的液滴以某一速度進(jìn)入該區(qū)域恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：這個(gè)速度的大小和方向．(g取10m/s2)解析：帶電液滴的受力如下圖．為保證液滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)，液滴所受洛倫茲力應(yīng)與重力mg和電場(chǎng)力qE的合力等大反向；再由左手定那么可確定速度v的方向，設(shè)其與電場(chǎng)的夾角為θ，那么：tanθ＝eq\f(qE,mg)＝eq\f(2×10－6×10\r(3),2×10－6×10)＝