高二物理粵教版課時(shí)分層作業(yè)研究洛倫茲力含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)分層作業(yè)（十七）研究洛倫茲力(時(shí)間：40分鐘分值:100分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分)1．一個(gè)長(zhǎng)直螺線管中通有大小和方向都隨時(shí)間變化的交變電流,把一個(gè)帶電粒子沿如圖所示的方向沿管軸線射入管中，則粒子將在管中()A．做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．沿軸線來(lái)回振動(dòng)C．做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D．做勻速直線運(yùn)動(dòng)D[通有交變電流的螺線管內(nèi)部磁場(chǎng)方向始終與軸線平行,帶電粒子沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)不受洛倫茲力,所以應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．]2．宇宙中的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些電子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將（)A．豎直向下沿直線射向地面B．相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)C[地球表面的磁場(chǎng)方向由南向北，電子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可判定，電子自赤道上空豎直下落過(guò)程中受洛倫茲力方向向西,故C項(xiàng)正確．]3．如圖所示，電子槍發(fā)射電子經(jīng)加速后沿虛線方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（圖中圓內(nèi)）,沿圖中實(shí)線方向射出磁場(chǎng)，最后打在屏上P點(diǎn)，則磁場(chǎng)的方向可能為（)A．垂直紙面向外 B．垂直紙面向內(nèi)C．平行紙面向上 D．平行紙面向右A［電子受到的洛倫茲力方向向上，根據(jù)左手定則可得磁場(chǎng)的方向可能垂直紙面向外，A正確．]4.如圖所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通電時(shí)銅板中電流方向向下，由于磁場(chǎng)的作用，則（）A．板左側(cè)聚積較多的電子，使b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)B．板左側(cè)聚積較多的電子，使a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)C．板右側(cè)聚積較多的電子，使a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)D．板右側(cè)聚積較多的電子，使b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)C[銅板靠電子導(dǎo)電,電子運(yùn)動(dòng)方向向上,根據(jù)左手定則，電子受洛倫茲力向右，所以板右側(cè)聚積較多的電子，電勢(shì)較低．]5．帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，重力加速度為g。則下述說(shuō)法正確的是（）A．油滴必帶正電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B）B．油滴必帶正電荷，比荷eq\f（q,m）＝eq\f(q，v0B）C．油滴必帶負(fù)電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q＝eq\f(mg,v0B)A[油滴水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其所受的洛倫茲力必向上且與重力平衡，故帶正電荷，其電荷量為q＝eq\f(mg，v0B），A正確,C、D錯(cuò)誤；比荷eq\f（q,m)＝eq\f（g，v0B），B錯(cuò)誤．]6．如圖所示，一個(gè)粗糙且足夠長(zhǎng)的斜面體靜止于水平面上，并處于方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑,在滑塊下滑的過(guò)程中，斜面體靜止不動(dòng)，下列判斷正確的是(）A．滑塊受到的摩擦力逐漸增大B．滑塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．滑塊最終要離開斜面D．滑塊最終可能靜止于斜面上C[小滑塊帶正電，由左手定則判斷知，滑塊受到的洛倫茲力方向垂直于斜面向上，故垂直于斜面方向:N＋qvB＝mgcosθ,平行于斜面方向:mgsinθ－f＝ma，其中f＝μN(yùn)，聯(lián)立得到f＝μ（mgcosθ－qvB）,a＝gsinθ－eq\f(μ（mgcosθ－qvB）,m），由于a與v同向,故v增大，f減小,a增加，故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；當(dāng)洛倫茲力等于重力垂直斜面分力時(shí),支持力為零，此后滑塊離開斜面,故C正確,D錯(cuò)誤．］二、非選擇題(14分)7．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸線，拉一質(zhì)量為m、帶有＋q的電荷量的小球，將擺球與懸線拉至右側(cè)與磁感線垂直的水平位置由靜止釋放，試求擺球通過(guò)最低位置時(shí)繩上的拉力．［解析］由左手定則判斷擺球所受洛倫茲力方向向下，根據(jù)牛頓第二定律：F－Bqv－mg＝meq\f（v2，L)根據(jù)動(dòng)能定理：mgL＝eq\f（1,2)mv2，聯(lián)立得：F＝3mg＋Bqeq\r(2gL）。[答案]3mg＋Bqeq\r（2gL）一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1。如圖所示，a為帶正電的小物塊，b是一不帶電的絕緣物塊(設(shè)a、b間無(wú)電荷轉(zhuǎn)移),a、b疊放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)用水平恒力F拉b物塊,使a、b一起無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地向左做加速運(yùn)動(dòng)，則在加速運(yùn)動(dòng)階段()A．a(chǎn)對(duì)b的壓力不變B．a(chǎn)對(duì)b的壓力變大C．a(chǎn)、b物塊間的摩擦力變大D．a(chǎn)、b物塊間的摩擦力不變B[a、b整體受總重力、拉力F、向下的洛倫茲力qvB、地面的支持力FN和摩擦力f,豎直方向有FN＝(ma＋mb)g＋qvB,水平方向有F－f＝（ma＋mb)a,f＝μFN.在加速階段，隨著v增大，F(xiàn)N增大，f增大，加速度a減?。畬?duì)a受力分析，a受重力mag、向下的洛倫茲力qvB、b對(duì)a向上的支持力FN′、b對(duì)a向左的靜摩擦力f′，豎直方向有FN′＝mag＋qvB，水平方向有f′＝maa.隨著v的增大，F(xiàn)N′增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確．加速度a在減小,所以a、b物塊間的摩擦力變小，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．］2．(多選)如圖所示，在一絕緣、粗糙且足夠長(zhǎng)的水平管道中有一帶正電荷的小球，管道半徑略大于球體半徑，整個(gè)管道處于方向與管道垂直的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中；現(xiàn)給球施加一個(gè)水平向右的初速度v0,以后小球的速度隨時(shí)間變化的圖象可能正確的是（)ABCDACD［給小球施加一個(gè)水平向右的初速度，小球?qū)⑹艿较蛏系穆鍌惼澚?還受重力、可能有向后的滑動(dòng)摩擦力；若重力小于洛倫茲力，小球受到向下的彈力，則受到摩擦力，做減速運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力減小，當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確；若重力大于洛倫茲力，小球受到向上的彈力，則受到摩擦力，將做減速運(yùn)動(dòng)，隨洛倫茲力的減小，支持力變大，摩擦力變大，加速度逐漸變大，最后速度為零，故D正確；若洛倫茲力等于小球的重力，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故A正確．]3。如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物塊，在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，沿著豎直絕緣墻壁由靜止下滑，已知物塊與墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，下列說(shuō)法正確的是()A．物塊不受磁場(chǎng)力B．盡管物塊受到磁場(chǎng)力作用，但磁場(chǎng)力不做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．物塊下滑的最大速度為eq\f(mg,μqB)D．物塊下滑的加速度為重力加速度gC[物塊速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，物塊受磁場(chǎng)力，A錯(cuò)誤;物塊受到的摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤；物塊加速下滑，洛倫茲力增大，N＝qvB，而f＝μN(yùn)，故摩擦力增大,當(dāng)mg＝f時(shí)，a＝0，速度達(dá)到最大，vmax＝eq\f（mg，μqB)，C正確,D錯(cuò)誤．］4．如圖甲所示，水平傳送帶足夠長(zhǎng)，沿順時(shí)針?lè)较騽蛩龠\(yùn)動(dòng)，某絕緣帶電物塊無(wú)初速度的從最左端放上傳送帶．該裝置處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示．物塊帶電量保持不變,下列說(shuō)法正確的是（）甲乙A．物塊帶正電B．1s后物塊與傳送帶共速，所以傳送帶的速度為0。5m/C．傳送帶的速度可能比0。5m/s大D．若增大傳送帶的速度，其它條件不變，則物體最終達(dá)到的最大速度也會(huì)增大C[從v。t圖象可以看出,滑塊的加速度逐漸減小,根據(jù)牛頓第二定律,有μ（mg－qvB)＝ma，說(shuō)明洛倫茲力向上，根據(jù)左手定則,物塊帶負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤；1s后物塊的速度最大，加速度為零，說(shuō)明摩擦力為零,可能是mg－qvB＝0,也可能是物塊與傳送帶共速,故B錯(cuò)誤；如果是洛倫茲力與重力平衡，即mg－qvB＝0,則傳送帶的速度可能比0。5m/s大，故C正確；如果是洛倫茲力與重力平衡，即mg－qvB＝0,則最大速度與傳送帶無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤．］二、非選擇題(26分)5．(10分)一細(xì)棒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒與磁場(chǎng)垂直，磁感線方向垂直紙面向里，如圖所示，棒上套一個(gè)可在其上滑動(dòng)的帶負(fù)電的小環(huán)c，小環(huán)質(zhì)量為m，電荷量為q，環(huán)與棒間無(wú)摩擦．讓小環(huán)從靜止滑下，下滑中某時(shí)刻環(huán)對(duì)棒的作用力恰好為零,則此時(shí)環(huán)的速度為多大？［解析]小環(huán)沿棒下滑,對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析可知，當(dāng)環(huán)對(duì)棒的作用力為零時(shí)如圖所示，其所受洛倫茲力大小f洛＝qvB，方向垂直于棒斜向上，應(yīng)有f洛＝mgcosθ，得v＝eq\f（mgcosθ,qB）.［答案］eq\f（mgcosθ,qB)6．（16分)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電荷量為q的帶電體，緊貼著水平絕緣板的下表面滑動(dòng)，滑動(dòng)方向與垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直,請(qǐng)回答：(1）能沿下表面滑動(dòng)，物體速度的大小和方向應(yīng)滿足什么條件？（2)若物體以速度v0開始運(yùn)動(dòng)，則它沿絕緣面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，克服摩擦力做了多少功?[解析](1）若物體沿下表面滑動(dòng)，則洛倫茲力一定向上，根據(jù)左手定則，速度方向向右．當(dāng)物體沿下表面滑動(dòng)時(shí),滿足qvB≥mg解得v≥eq\f（mg，qB).(2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,洛倫茲力和重力不做功．當(dāng)v＝eq\f（mg,qB)時(shí)，mg＝qvB,摩擦力消失，由動(dòng)能定理，克服摩擦力做的功W＝eq\f（1,2）mveq\o\al（\s\up1(2)，\s\do1(0））－eq\f(1，2)mv2＝eq\f（1，2）meq\b\lc\[\rc\］(\a\vs4\al\co1(veq\o\al（\s\up1（2）,\s\do1(0）)