2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修二專題1.4 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力-（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）（含答案）

2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修二專題1.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力-（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）（含答案）專題1.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1大小計(jì)算】 【題型2方向判斷】 【題型3聯(lián)系實(shí)際】 【題型4與電場(chǎng)力對(duì)比】 【題型5綜合問(wèn)題】 【題型1大小計(jì)算】【例1】(多選)如圖所示，半圓形光滑絕緣軌道固定在豎直平面內(nèi)，O點(diǎn)為其圓心，P點(diǎn)為軌道最低點(diǎn)，兩個(gè)端點(diǎn)M、N與O等高，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直?，F(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的小球自M點(diǎn)由靜止釋放，它將沿軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．小球由M到N與由N到M所經(jīng)歷的時(shí)間相等B．小球由M到P與由N到P過(guò)程中重力對(duì)小球做的功相等，但洛倫茲力做的功不相等C．小球由M到P與由N到P過(guò)程中所受合外力的沖量大小相等D．小球經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是相等的【變式1-1】如圖所示是一速度選擇器，當(dāng)粒子速度滿足v0＝eq\f(E,B)時(shí)，粒子沿圖中虛線水平射出；若某一粒子以速度v射入該速度選擇器后，運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線，則關(guān)于該粒子的說(shuō)法正確的是()A.粒子射入的速度一定是v＞eq\f(E,B)B.粒子射入的速度可能是v＜eq\f(E,B)C.粒子射出時(shí)的速度一定大于射入速度D粒子射出時(shí)的速度一定小于射入速度【變式1-2】真空中豎直放置一通電長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線，俯視圖如圖所示。以導(dǎo)線為圓心作圓，光滑絕緣管ab水平放置，兩端恰好落在圓周上。半徑略小于絕緣管半徑的帶正電小球自a端以速度v0向b端運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．小球先加速后減速B．小球受到的洛倫茲力始終為零C．小球在ab中點(diǎn)受到的洛倫茲力為零D．小球受到洛倫茲力時(shí)，洛倫茲力方向豎直向外【變式1-3】如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O為半圓弧的圓心，在O點(diǎn)存在垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)的勻速電子束?！螹OP＝60°，在M、N處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時(shí)O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F1。若將M處長(zhǎng)直導(dǎo)線移至P處，則O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F2。那么F2與F1之比為()A.eq\r(3)∶1 B.eq\r(3)∶2C．1∶1 D．1∶2【題型2方向判斷】【例2】在北半球，地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下(以“×”表示)。如果家中電視機(jī)顯像管的位置恰好處于南北方向，那么由南向北射出的電子束在地磁場(chǎng)的作用下將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)()A．不偏轉(zhuǎn) B．向東C．向西 D．無(wú)法判斷【變式2-1】下面四幅圖均表示了磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電荷速度v和洛倫茲力F三者方向之間的關(guān)系，其中正確的是()【變式2-2】如圖所示，一塊金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通以沿x軸正方向的電流，若測(cè)得金屬塊上表面的電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)，則可判斷磁場(chǎng)的方向是()A.沿y軸正方向 B.沿y軸負(fù)方向C.沿z軸負(fù)方向 D.沿z軸正方向【變式2-3】如圖所示，一正電荷水平向右射入蹄形磁鐵的兩磁極間。此時(shí)，該電荷所受洛倫茲力的方向是()A.向左 B.向右C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外【題型3聯(lián)系實(shí)際】【例3】從太陽(yáng)和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，在射向地球時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在，改變了運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球起到了保護(hù)作用。如圖為地磁場(chǎng)的示意圖，赤道上方的磁場(chǎng)可看成與地面平行，若有來(lái)自宇宙的一束粒子流，其中含有α(He的原子核)、β(電子)、γ(光子)射線以及質(zhì)子，沿與地球表面垂直的方向射向赤道上空，則在地磁場(chǎng)的作用下()A．α射線沿直線射向赤道B．β射線向西偏轉(zhuǎn)C．γ射線向東偏轉(zhuǎn)D．質(zhì)子向北偏轉(zhuǎn)【變式3-1】如圖甲所示是電視機(jī)顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。電流方向如圖乙所示，試判斷垂直紙面向外而來(lái)的電子束將向哪邊偏轉(zhuǎn)()A.向上B.向下C.向左D.向右【變式3-2】電磁流量計(jì)如圖甲所示，它是利用磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用測(cè)出流過(guò)容器液體的流量，其原理可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示模型，液體內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從容器左側(cè)流入，右側(cè)流出。在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，下列說(shuō)法正確的是()A.帶電粒子受到豎直方向的洛倫茲力B.帶負(fù)電離子與帶正電粒子受力方向相同C.上下兩側(cè)面有電勢(shì)差D.前后兩側(cè)面有電勢(shì)差【變式3-3】(多選)自行車速度計(jì)利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運(yùn)動(dòng)速率。如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)的自由電荷在磁場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差，即為霍爾電勢(shì)差。下列說(shuō)法正確的是()A．根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小B．自行車的車速越大，霍爾電勢(shì)差越高C．圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的D．如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，霍爾電勢(shì)差將減小【題型4與電場(chǎng)力對(duì)比】【例4】[多選]如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，一質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶負(fù)電小滑塊從斜面頂端由靜止下滑，在滑塊下滑過(guò)程中，下列判斷正確的是()A．滑塊受到的摩擦力不變B．若斜面足夠長(zhǎng)，滑塊最終可能在斜面上勻速下滑C．若B足夠大，滑塊最終可能靜止于斜面上D．滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B有關(guān)【變式4-1】(多選)帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達(dá)到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3；若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h4，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，則()A．一定有h1＝h3 B．一定有h1＜h4C．h2與h4無(wú)法比較 D．h1與h2無(wú)法比較【變式4-2】科學(xué)家預(yù)言，自然界存在只有一個(gè)磁極的磁單極子，磁單極子N的磁場(chǎng)分布如圖甲所示，它與如圖乙所示正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)分布相似。假設(shè)磁單極子N和正點(diǎn)電荷Q均固定，有相同的帶電小球分別在N和Q附近(圖示位置)沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是()A.從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)B.從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C.從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)D.從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)【變式4-3】如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒以速度v沿與磁場(chǎng)垂直、與電場(chǎng)成45°角的方向射入復(fù)合場(chǎng)中，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小?！绢}型5綜合問(wèn)題】【例5】設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略重力，以下說(shuō)法正確的是()A.該離子帶負(fù)電荷B.A點(diǎn)和B點(diǎn)位于不同高度C.離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大D.離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，將沿原曲線返回A點(diǎn)【變式5-1】(多選)如圖所示，粗糙木板MN豎直固定在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。t＝0時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電物塊沿MN以某一初速度豎直向下滑動(dòng)，則物塊運(yùn)動(dòng)的v－t圖像可能是()【變式5-2】如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝5eq\r(3)N/C，同時(shí)存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向與電場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T。有一帶正電的小球，質(zhì)量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－6C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)撤掉磁場(chǎng)(不考慮磁場(chǎng)消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，取g＝10m/s2。求：(1)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向；(2)從撤掉磁場(chǎng)到小球再次穿過(guò)P點(diǎn)所在的這條電場(chǎng)線經(jīng)歷的時(shí)間t?！咀兪?-3】如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A.微粒一定帶負(fù)電B.微粒動(dòng)能一定減小C.微粒的電勢(shì)能一定增加D.微粒的機(jī)械能不變

參考答案【題型1大小計(jì)算】【例1】(多選)如圖所示，半圓形光滑絕緣軌道固定在豎直平面內(nèi)，O點(diǎn)為其圓心，P點(diǎn)為軌道最低點(diǎn)，兩個(gè)端點(diǎn)M、N與O等高，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直?，F(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的小球自M點(diǎn)由靜止釋放，它將沿軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．小球由M到N與由N到M所經(jīng)歷的時(shí)間相等B．小球由M到P與由N到P過(guò)程中重力對(duì)小球做的功相等，但洛倫茲力做的功不相等C．小球由M到P與由N到P過(guò)程中所受合外力的沖量大小相等D．小球經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是相等的[解析]小球所受的洛倫茲力與速度方向垂直不做功，軌道光滑沒(méi)有摩擦力，只受重力作用，小球機(jī)械能守恒，故小球由M到N與由N到M所經(jīng)歷的時(shí)間相等，A正確；小球由M到P與由N到P過(guò)程中重力對(duì)小球做的功相等，小球所受的洛倫茲力不做功，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理公式Ft＝mΔv，小球機(jī)械能守恒，故小球從M到P與由N到P過(guò)程中速度變化量大小相等，所以在此過(guò)程中所受合外力的沖量大小相等，C正確；根據(jù)左手定則，小球從M到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)所受洛倫茲力方向豎直向下，根據(jù)合力提供向心力對(duì)小球受力分析，如圖甲所示。FN－mg－FL＝meq\f(v2,r)，F(xiàn)N＝meq\f(v2,r)＋mg＋FL，當(dāng)小球從N到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)洛倫茲力豎直向上，受力分析如圖乙所示。FN＋FL－mg＝meq\f(v2,r)，F(xiàn)N＝meq\f(v2,r)＋mg－FL，根據(jù)牛頓第三定律，在整個(gè)過(guò)程中洛倫茲力大小相等。所以從M到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)對(duì)軌道的壓力大于小球從N到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)對(duì)軌道的壓力，D錯(cuò)誤。[答案]AC【變式1-1】如圖所示是一速度選擇器，當(dāng)粒子速度滿足v0＝eq\f(E,B)時(shí)，粒子沿圖中虛線水平射出；若某一粒子以速度v射入該速度選擇器后，運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線，則關(guān)于該粒子的說(shuō)法正確的是()A.粒子射入的速度一定是v＞eq\f(E,B)B.粒子射入的速度可能是v＜eq\f(E,B)C.粒子射出時(shí)的速度一定大于射入速度D粒子射出時(shí)的速度一定小于射入速度答案B解析若粒子帶正電，當(dāng)滿足qvB＞Eq，即v＞eq\f(E,B)時(shí)，粒子沿實(shí)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，粒子射出時(shí)的速度小于射入速度；若粒子帶負(fù)電，當(dāng)滿足qvB＜Eq，即v＜eq\f(E,B)時(shí)，粒子沿實(shí)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，粒子射出時(shí)的速度大于射入速度；綜上分析知，只有選項(xiàng)B正確?！咀兪?-2】真空中豎直放置一通電長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線，俯視圖如圖所示。以導(dǎo)線為圓心作圓，光滑絕緣管ab水平放置，兩端恰好落在圓周上。半徑略小于絕緣管半徑的帶正電小球自a端以速度v0向b端運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．小球先加速后減速B．小球受到的洛倫茲力始終為零C．小球在ab中點(diǎn)受到的洛倫茲力為零D．小球受到洛倫茲力時(shí)，洛倫茲力方向豎直向外解析：選C根據(jù)安培定則可知，直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線如圖中虛線所示，洛倫茲力始終與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，小球速率不變，A錯(cuò)誤；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到ab中點(diǎn)時(shí)，磁感線與速度方向平行，所受洛倫茲力為零，自a端到中點(diǎn)洛倫茲力豎直向下，中點(diǎn)至b端洛倫茲力豎直向上，B、D錯(cuò)誤，C正確。【變式1-3】如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O為半圓弧的圓心，在O點(diǎn)存在垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)的勻速電子束?！螹OP＝60°，在M、N處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時(shí)O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F1。若將M處長(zhǎng)直導(dǎo)線移至P處，則O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F2。那么F2與F1之比為()A.eq\r(3)∶1 B.eq\r(3)∶2C．1∶1 D．1∶2解析：選B長(zhǎng)直導(dǎo)線在M、N、P處時(shí)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等，M、N處的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1＝2B，P、N處的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度夾角為60°，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2＝eq\r(3)B，可得，B2∶B1＝eq\r(3)∶2，又因?yàn)镕洛＝qvB，所以F2∶F1＝eq\r(3)∶2，選項(xiàng)B正確?！绢}型2方向判斷】【例2】在北半球，地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下(以“×”表示)。如果家中電視機(jī)顯像管的位置恰好處于南北方向，那么由南向北射出的電子束在地磁場(chǎng)的作用下將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)()A．不偏轉(zhuǎn) B．向東C．向西 D．無(wú)法判斷解析：選B根據(jù)左手定則可判斷由南向北運(yùn)動(dòng)的電子束所受洛倫茲力方向向東，因此電子束向東偏轉(zhuǎn)，故B正確。【變式2-1】下面四幅圖均表示了磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電荷速度v和洛倫茲力F三者方向之間的關(guān)系，其中正確的是()解析：選B根據(jù)左手定則可知，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。【變式2-2】如圖所示，一塊金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通以沿x軸正方向的電流，若測(cè)得金屬塊上表面的電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)，則可判斷磁場(chǎng)的方向是()A.沿y軸正方向 B.沿y軸負(fù)方向C.沿z軸負(fù)方向 D.沿z軸正方向解析當(dāng)通以沿x軸正方向的電流時(shí)金屬塊中電子會(huì)向x軸負(fù)方向流動(dòng)，而據(jù)題意知電子受力方向?yàn)橄蛳?，所以?jù)左手定則知磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向。答案C【變式2-3】如圖所示，一正電荷水平向右射入蹄形磁鐵的兩磁極間。此時(shí)，該電荷所受洛倫茲力的方向是()A.向左 B.向右C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外答案D解析正電荷向右運(yùn)動(dòng)，蹄形磁鐵兩極間磁場(chǎng)方向向上，由左手定則可知，電荷所受洛倫茲力的方向垂直紙面向外，故選項(xiàng)D正確。【題型3聯(lián)系實(shí)際】【例3】從太陽(yáng)和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，在射向地球時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在，改變了運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球起到了保護(hù)作用。如圖為地磁場(chǎng)的示意圖，赤道上方的磁場(chǎng)可看成與地面平行，若有來(lái)自宇宙的一束粒子流，其中含有α(He的原子核)、β(電子)、γ(光子)射線以及質(zhì)子，沿與地球表面垂直的方向射向赤道上空，則在地磁場(chǎng)的作用下()A．α射線沿直線射向赤道B．β射線向西偏轉(zhuǎn)C．γ射線向東偏轉(zhuǎn)D．質(zhì)子向北偏轉(zhuǎn)解析：選B赤道上方磁場(chǎng)方向與地面平行、由南向北，根據(jù)左手定則可知，帶正電的α射線和質(zhì)子向東偏轉(zhuǎn)，帶負(fù)電的β射線向西偏轉(zhuǎn)，不帶電的γ射線不偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確?！咀兪?-1】如圖甲所示是電視機(jī)顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。電流方向如圖乙所示，試判斷垂直紙面向外而來(lái)的電子束將向哪邊偏轉(zhuǎn)()A.向上B.向下C.向左D.向右解析由安培定則可知兩側(cè)線圈內(nèi)的磁場(chǎng)方向向上，則通過(guò)圓環(huán)中間區(qū)域的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)左手定則可知電子束將向左偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C正確。答案C【變式3-2】電磁流量計(jì)如圖甲所示，它是利用磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用測(cè)出流過(guò)容器液體的流量，其原理可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示模型，液體內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從容器左側(cè)流入，右側(cè)流出。在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，下列說(shuō)法正確的是()A.帶電粒子受到豎直方向的洛倫茲力B.帶負(fù)電離子與帶正電粒子受力方向相同C.上下兩側(cè)面有電勢(shì)差D.前后兩側(cè)面有電勢(shì)差答案D解析帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，帶正電離子受到向后的洛倫茲力的作用，帶負(fù)電離子受到向前的洛倫茲力作用，從而積聚在前后兩個(gè)側(cè)面，形成電勢(shì)差，故D正確?！咀兪?-3】(多選)自行車速度計(jì)利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運(yùn)動(dòng)速率。如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)的自由電荷在磁場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差，即為霍爾電勢(shì)差。下列說(shuō)法正確的是()A．根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小B．自行車的車速越大，霍爾電勢(shì)差越高C．圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的D．如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，霍爾電勢(shì)差將減小解析：選AD根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)可知車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，若再已知自行車車輪的半徑，根據(jù)v＝2πrn，即可獲知車速大小，A正確；根據(jù)霍爾原理可知eq\f(U,d)q＝Bqv，U＝Bdv，即霍爾電壓只與磁感應(yīng)強(qiáng)度、霍爾元件的厚度以及電子定向運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，與車輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；題圖乙中霍爾元件中的電流I是由電子定向運(yùn)動(dòng)形成的，C錯(cuò)誤；如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，則會(huì)導(dǎo)致電子定向運(yùn)動(dòng)的速率減小，故霍爾電勢(shì)差將減小，D正確?！绢}型4與電場(chǎng)力對(duì)比】【例4】[多選]如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，一質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶負(fù)電小滑塊從斜面頂端由靜止下滑，在滑塊下滑過(guò)程中，下列判斷正確的是()A．滑塊受到的摩擦力不變B．若斜面足夠長(zhǎng)，滑塊最終可能在斜面上勻速下滑C．若B足夠大，滑塊最終可能靜止于斜面上D．滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B有關(guān)解析：選BD滑塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、電場(chǎng)力、支持力，根據(jù)左手定則，滑塊還受到垂直斜面向下的洛倫茲力，沿斜面向上的摩擦力，滑塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度增大，洛倫茲力增大，支持力增大，滑動(dòng)摩擦力增大，當(dāng)B很大時(shí)，則摩擦力有可能也很大，當(dāng)滑塊受到的摩擦力和電場(chǎng)力沿斜面向上的分力的合力與重力沿斜面向下的分力相等時(shí)，滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，之后洛倫茲力與摩擦力不再增大，所以滑塊不可能靜止在斜面上，故A、C錯(cuò)誤，B正確；B不同，洛倫茲力大小也不同，所以滑動(dòng)摩擦力大小不同，摩擦力做的功不同，根據(jù)動(dòng)能定理可知，滑塊到達(dá)地面的動(dòng)能不同，故D正確?！咀兪?-1】(多選)帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達(dá)到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3；若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h4，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，則()A．一定有h1＝h3 B．一定有h1＜h4C．h2與h4無(wú)法比較 D．h1與h2無(wú)法比較解析：選AC第1個(gè)圖：由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度公式得：h1＝eq\f(v02,2g)。第3個(gè)圖：當(dāng)加上電場(chǎng)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)的分解可知：在豎直方向上有，v02＝2gh3，所以h1＝h3，A正確。而第2個(gè)圖：洛倫茲力改變速度的方向，當(dāng)小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，小球應(yīng)有水平速度，設(shè)此時(shí)的球的動(dòng)能為Ek，則由能量守恒得：mgh2＋Ek＝eq\f(1,2)mv02，又由于eq\f(1,2)mv02＝mgh1，所以h1＞h2，D錯(cuò)誤。第4個(gè)圖：因不知道小球電性和小球所受電場(chǎng)力方向，則h4可能大于h1，也可能小于h1，B錯(cuò)誤，C正確?！咀兪?-2】科學(xué)家預(yù)言，自然界存在只有一個(gè)磁極的磁單極子，磁單極子N的磁場(chǎng)分布如圖甲所示，它與如圖乙所示正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)分布相似。假設(shè)磁單極子N和正點(diǎn)電荷Q均固定，有相同的帶電小球分別在N和Q附近(圖示位置)沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是()A.從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)B.從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C.從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)D.從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)答案A解析根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的受力條件可以從圖乙中判斷帶電小球帶的一定是負(fù)電，且在電場(chǎng)中小球的運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力的方向無(wú)關(guān)；根據(jù)左手定則可知圖甲中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。【變式4-3】如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒以速度v沿與磁場(chǎng)垂直、與電場(chǎng)成45°角的方向射入復(fù)合場(chǎng)中，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。解析由于帶電微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且F洛與F電不共線，說(shuō)明微粒必然還要受到重力作用，且F洛必然斜向上，即粒子帶正電，其受力如圖，由qE＝mgtan45°和mg＝qvBcos45°，解得E＝eq\f(mg,q)，B＝eq\f(\r(2)mg,qv)。答案eq\f(mg,q)eq\f(\r(2)mg,qv)【題型5綜合問(wèn)題】【例5】設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略重力，以下說(shuō)法正確的是()A.該離子帶負(fù)電荷B.A點(diǎn)和B點(diǎn)位于不同高度C.離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大D.離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，將沿原曲線返回A點(diǎn)解析因?yàn)殡x子由A運(yùn)動(dòng)到了B，由運(yùn)動(dòng)軌跡可判斷離子帶正電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，說(shuō)明電場(chǎng)力做功為零，所以A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一等勢(shì)面上，即同一高度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于洛倫茲力不做功，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，到C點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功最多，因此離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大，選項(xiàng)C正確；在B點(diǎn)對(duì)離子受力分析可知，離子將向右重復(fù)曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C【變式5-1】(多選)如圖所示，粗糙木板MN豎直固定在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。t＝0時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電物塊沿MN以某一初速度豎直向下滑動(dòng)，則物塊運(yùn)動(dòng)的v－t圖像可能是()答案ACD解析設(shè)初速度為v0，則FN＝qv0B，若滿足mg＝Ff＝μFN，即mg＝μqv0B，物塊向下做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；若mg＞μqv0B，則物塊開始有向下的加速度，由a＝eq\f(mg－μqvB,m)可知，隨速度增加，加速度減小，即物塊先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到勻速狀態(tài)，選項(xiàng)D正確；若mg＜μqv0B，則物塊開始有向上的加速度，做減速運(yùn)動(dòng)，由a＝eq\f(μqvB－mg,m)可知，隨速度減小，加速度減小，即物塊先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到勻速狀態(tài)，則選項(xiàng)C正確。【變式5-2】如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E＝5eq\r(3)N/C，同時(shí)存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向與電場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T。有一帶正電的小球，質(zhì)量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－6C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)撤掉磁場(chǎng)(不考慮磁場(chǎng)消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，取g＝10m/s2。求：(1)小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v的大小和方向；(2)從撤掉磁場(chǎng)到小球再次穿過(guò)P點(diǎn)所在的這條電場(chǎng)線經(jīng)歷的時(shí)間t。[解析](1)小球勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受力如圖，其所受的三個(gè)力在同一平面內(nèi)，合力為零，有qvB＝eq\r(q2E2＋m2g2)①代入數(shù)據(jù)解得v＝20m/s②速度v的方向與電場(chǎng)E的方向之間的夾角θ滿足tanθ＝eq\f(qE,mg)③代入數(shù)據(jù)解得tanθ＝eq\r(3)θ＝60°。④(2)解法一：撤去磁場(chǎng)，小球在重力與電場(chǎng)力的合力作用下做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)其加速度為a，有a＝eq\f(\r(q2E2＋m2g2),m)⑤設(shè)撤掉磁場(chǎng)后小球在初速度方向上的分位移為x，有x＝vt⑥設(shè)小球在重力與電場(chǎng)力的合力方向上分位移為y，有y＝eq\f(1,2)at2⑦a與mg的夾角和v與E的夾角相同，均為θ，又tanθ＝eq\f(y,x)⑧聯(lián)立④⑤⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)解得t＝2eq\r(3)s≈3.5s。⑨解法二：撤去磁場(chǎng)后，由于電場(chǎng)力垂直于豎直方向，它對(duì)豎直方向的分運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響，以P點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為正方向，小球在豎直方向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，其初速度為vy＝vsinθ⑤若使小球再次穿過(guò)P點(diǎn)所在的電場(chǎng)線，僅需小球的豎直方向上分位移為零，則有vyt－eq\f(1,2)gt2＝0⑥聯(lián)立⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)解得t＝2eq\r(3)s≈3.5s。⑦[答案](1)20m/s，方向與電場(chǎng)方向成60°角斜向上(2)3.5s【變式5-3】如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A.微粒一定帶負(fù)電B.微粒動(dòng)能一定減小C.微粒的電勢(shì)能一定增加D.微粒的機(jī)械能不變解析微粒愛到豎直向下的重力，水平方向的電場(chǎng)力，垂直速度方向的洛倫茲力，其中重力和電場(chǎng)力是恒力，由于微粒沿直線運(yùn)動(dòng)，則可以判斷出其受到的洛倫茲力也是恒定的，即該微粒是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；如果該微粒帶正電，則受到向右的電場(chǎng)力和向左下方的洛倫茲力，所以微粒受到的力不會(huì)平衡，故該微粒一定是帶負(fù)電，A項(xiàng)正確；該微粒帶負(fù)電，向左上方運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能一定是減小的，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)橹亓?shì)能增加，動(dòng)能不變，所以該微粒的機(jī)械能增加，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A專題1.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1大小計(jì)算】 【題型2方向判斷】 【題型3聯(lián)系實(shí)際】 【題型4與電場(chǎng)力對(duì)比】 【題型5綜合問(wèn)題】 【題型1大小計(jì)算】【例1】(多選)如圖所示，半圓形光滑絕緣軌道固定在豎直平面內(nèi)，O點(diǎn)為其圓心，P點(diǎn)為軌道最低點(diǎn)，兩個(gè)端點(diǎn)M、N與O等高，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與軌道平面垂直?，F(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的小球自M點(diǎn)由靜止釋放，它將沿軌道做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．小球由M到N與由N到M所經(jīng)歷的時(shí)間相等B．小球由M到P與由N到P過(guò)程中重力對(duì)小球做的功相等，但洛倫茲力做的功不相等C．小球由M到P與由N到P過(guò)程中所受合外力的沖量大小相等D．小球經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是相等的[解析]小球所受的洛倫茲力與速度方向垂直不做功，軌道光滑沒(méi)有摩擦力，只受重力作用，小球機(jī)械能守恒，故小球由M到N與由N到M所經(jīng)歷的時(shí)間相等，A正確；小球由M到P與由N到P過(guò)程中重力對(duì)小球做的功相等，小球所受的洛倫茲力不做功，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理公式Ft＝mΔv，小球機(jī)械能守恒，故小球從M到P與由N到P過(guò)程中速度變化量大小相等，所以在此過(guò)程中所受合外力的沖量大小相等，C正確；根據(jù)左手定則，小球從M到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)所受洛倫茲力方向豎直向下，根據(jù)合力提供向心力對(duì)小球受力分析，如圖甲所示。FN－mg－FL＝meq\f(v2,r)，F(xiàn)N＝meq\f(v2,r)＋mg＋FL，當(dāng)小球從N到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)洛倫茲力豎直向上，受力分析如圖乙所示。FN＋FL－mg＝meq\f(v2,r)，F(xiàn)N＝meq\f(v2,r)＋mg－FL，根據(jù)牛頓第三定律，在整個(gè)過(guò)程中洛倫茲力大小相等。所以從M到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)對(duì)軌道的壓力大于小球從N到P的過(guò)程中到達(dá)P時(shí)對(duì)軌道的壓力，D錯(cuò)誤。[答案]AC【變式1-1】如圖所示是一速度選擇器，當(dāng)粒子速度滿足v0＝eq\f(E,B)時(shí)，粒子沿圖中虛線水平射出；若某一粒子以速度v射入該速度選擇器后，運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線，則關(guān)于該粒子的說(shuō)法正確的是()A.粒子射入的速度一定是v＞eq\f(E,B)B.粒子射入的速度可能是v＜eq\f(E,B)C.粒子射出時(shí)的速度一定大于射入速度D粒子射出時(shí)的速度一定小于射入速度答案B解析若粒子帶正電，當(dāng)滿足qvB＞Eq，即v＞eq\f(E,B)時(shí)，粒子沿實(shí)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能減小，粒子射出時(shí)的速度小于射入速度；若粒子帶負(fù)電，當(dāng)滿足qvB＜Eq，即v＜eq\f(E,B)時(shí)，粒子沿實(shí)線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增大，粒子射出時(shí)的速度大于射入速度；綜上分析知，只有選項(xiàng)B正確?！咀兪?-2】真空中豎直放置一通電長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線，俯視圖如圖所示。以導(dǎo)線為圓心作圓，光滑絕緣管ab水平放置，兩端恰好落在圓周上。半徑略小于絕緣管半徑的帶正電小球自a端以速度v0向b端運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．小球先加速后減速B．小球受到的洛倫茲力始終為零C．小球在ab中點(diǎn)受到的洛倫茲力為零D．小球受到洛倫茲力時(shí)，洛倫茲力方向豎直向外解析：選C根據(jù)安培定則可知，直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線如圖中虛線所示，洛倫茲力始終與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，小球速率不變，A錯(cuò)誤；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到ab中點(diǎn)時(shí)，磁感線與速度方向平行，所受洛倫茲力為零，自a端到中點(diǎn)洛倫茲力豎直向下，中點(diǎn)至b端洛倫茲力豎直向上，B、D錯(cuò)誤，C正確。【變式1-3】如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O為半圓弧的圓心，在O點(diǎn)存在垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)的勻速電子束。∠MOP＝60°，在M、N處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時(shí)O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F1。若將M處長(zhǎng)直導(dǎo)線移至P處，則O點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為F2。那么F2與F1之比為()A.eq\r(3)∶1 B.eq\r(3)∶2C．1∶1 D．1∶2解析：選B長(zhǎng)直導(dǎo)線在M、N、P處時(shí)在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等，M、N處的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1＝2B，P、N處的導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度夾角為60°，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2＝eq\r(3)B，可得，B2∶B1＝eq\r(3)∶2，又因?yàn)镕洛＝qvB，所以F2∶F1＝eq\r(3)∶2，選項(xiàng)B正確。【題型2方向判斷】【例2】在北半球，地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下(以“×”表示)。如果家中電視機(jī)顯像管的位置恰好處于南北方向，那么由南向北射出的電子束在地磁場(chǎng)的作用下將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)()A．不偏轉(zhuǎn) B．向東C．向西 D．無(wú)法判斷解析：選B根據(jù)左手定則可判斷由南向北運(yùn)動(dòng)的電子束所受洛倫茲力方向向東，因此電子束向東偏轉(zhuǎn)，故B正確?！咀兪?-1】下面四幅圖均表示了磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電荷速度v和洛倫茲力F三者方向之間的關(guān)系，其中正確的是()解析：選B根據(jù)左手定則可知，A、C、D錯(cuò)誤，B正確?！咀兪?-2】如圖所示，一塊金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通以沿x軸正方向的電流，若測(cè)得金屬塊上表面的電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)，則可判斷磁場(chǎng)的方向是()A.沿y軸正方向 B.沿y軸負(fù)方向C.沿z軸負(fù)方向 D.沿z軸正方向解析當(dāng)通以沿x軸正方向的電流時(shí)金屬塊中電子會(huì)向x軸負(fù)方向流動(dòng)，而據(jù)題意知電子受力方向?yàn)橄蛳?，所以?jù)左手定則知磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向。答案C【變式2-3】如圖所示，一正電荷水平向右射入蹄形磁鐵的兩磁極間。此時(shí)，該電荷所受洛倫茲力的方向是()A.向左 B.向右C.垂直紙面向里 D.垂直紙面向外答案D解析正電荷向右運(yùn)動(dòng)，蹄形磁鐵兩極間磁場(chǎng)方向向上，由左手定則可知，電荷所受洛倫茲力的方向垂直紙面向外，故選項(xiàng)D正確。【題型3聯(lián)系實(shí)際】【例3】從太陽(yáng)和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，在射向地球時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在，改變了運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球起到了保護(hù)作用。如圖為地磁場(chǎng)的示意圖，赤道上方的磁場(chǎng)可看成與地面平行，若有來(lái)自宇宙的一束粒子流，其中含有α(He的原子核)、β(電子)、γ(光子)射線以及質(zhì)子，沿與地球表面垂直的方向射向赤道上空，則在地磁場(chǎng)的作用下()A．α射線沿直線射向赤道B．β射線向西偏轉(zhuǎn)C．γ射線向東偏轉(zhuǎn)D．質(zhì)子向北偏轉(zhuǎn)解析：選B赤道上方磁場(chǎng)方向與地面平行、由南向北，根據(jù)左手定則可知，帶正電的α射線和質(zhì)子向東偏轉(zhuǎn)，帶負(fù)電的β射線向西偏轉(zhuǎn)，不帶電的γ射線不偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確。【變式3-1】如圖甲所示是電視機(jī)顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖。電流方向如圖乙所示，試判斷垂直紙面向外而來(lái)的電子束將向哪邊偏轉(zhuǎn)()A.向上B.向下C.向左D.向右解析由安培定則可知兩側(cè)線圈內(nèi)的磁場(chǎng)方向向上，則通過(guò)圓環(huán)中間區(qū)域的磁場(chǎng)方向向下，根據(jù)左手定則可知電子束將向左偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C正確。答案C【變式3-2】電磁流量計(jì)如圖甲所示，它是利用磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用測(cè)出流過(guò)容器液體的流量，其原理可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示模型，液體內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從容器左側(cè)流入，右側(cè)流出。在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，下列說(shuō)法正確的是()A.帶電粒子受到豎直方向的洛倫茲力B.帶負(fù)電離子與帶正電粒子受力方向相同C.上下兩側(cè)面有電勢(shì)差D.前后兩側(cè)面有電勢(shì)差答案D解析帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，帶正電離子受到向后的洛倫茲力的作用，帶負(fù)電離子受到向前的洛倫茲力作用，從而積聚在前后兩個(gè)側(cè)面，形成電勢(shì)差，故D正確。【變式3-3】(多選)自行車速度計(jì)利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運(yùn)動(dòng)速率。如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓。圖乙為霍爾元件的工作原理圖。當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)的自由電荷在磁場(chǎng)力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差，即為霍爾電勢(shì)差。下列說(shuō)法正確的是()A．根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車車輪的半徑即可獲知車速大小B．自行車的車速越大，霍爾電勢(shì)差越高C．圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的D．如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，霍爾電勢(shì)差將減小解析：選AD根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)可知車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速，若再已知自行車車輪的半徑，根據(jù)v＝2πrn，即可獲知車速大小，A正確；根據(jù)霍爾原理可知eq\f(U,d)q＝Bqv，U＝Bdv，即霍爾電壓只與磁感應(yīng)強(qiáng)度、霍爾元件的厚度以及電子定向運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，與車輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；題圖乙中霍爾元件中的電流I是由電子定向運(yùn)動(dòng)形成的，C錯(cuò)誤；如果長(zhǎng)時(shí)間不更換傳感器的電源，則會(huì)導(dǎo)致電子定向運(yùn)動(dòng)的速率減小，故霍爾電勢(shì)差將減小，D正確?！绢}型4與電場(chǎng)力對(duì)比】【例4】[多選]如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，一質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶負(fù)電小滑塊從斜面頂端由靜止下滑，在滑塊下滑過(guò)程中，下列判斷正確的是()A．滑塊受到的摩擦力不變B．若斜面足夠長(zhǎng)，滑塊最終可能在斜面上勻速下滑C．若B足夠大，滑塊最終可能靜止于斜面上D．滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B有關(guān)解析：選BD滑塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、電場(chǎng)力、支持力，根據(jù)左手定則，滑塊還受到垂直斜面向下的洛倫茲力，沿斜面向上的摩擦力，滑塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度增大，洛倫茲力增大，支持力增大，滑動(dòng)摩擦力增大，當(dāng)B很大時(shí)，則摩擦力有可能也很大，當(dāng)滑塊受到的摩擦力和電場(chǎng)力沿斜面向上的分力的合力與重力沿斜面向下的分力相等時(shí)，滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，之后洛倫茲力與摩擦力不再增大，所以滑塊不可能靜止在斜面上，故A、C錯(cuò)誤，B正確；B不同，洛倫茲力大小也不同，所以滑動(dòng)摩擦力大小不同，摩擦力做的功不同，根據(jù)動(dòng)能定理可知，滑塊到達(dá)地面的動(dòng)能不同，故D正確。【變式4-1】(多選)帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達(dá)到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2；若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3；若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h4，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，則()A．一定有h1＝h3 B．一定有h1＜h4C．h2與h4無(wú)法比較 D．h1與h2無(wú)法比較解析：選AC第1個(gè)圖：由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度公式得：h1＝eq\f(v02,2g)。第3個(gè)圖：當(dāng)加上電場(chǎng)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)的分解可知：在豎直方向上有，v02＝2gh3，所以h1＝h3，A正確。而第2個(gè)圖：洛倫茲力改變速度的方向，當(dāng)小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，小球應(yīng)有水平速度，設(shè)此時(shí)的球的動(dòng)能為Ek，則由能量守恒得：mgh2＋Ek＝eq\f(1,2)mv02，又由于eq\f(1,2)mv02＝mgh1，所以h1＞h2，D錯(cuò)誤。第4個(gè)圖：因不知道小球電性和小球所受電場(chǎng)力方向，則h4可能大于h1，也可能小于h1，B錯(cuò)誤，C正確?！咀兪?-2】科學(xué)家預(yù)言，自然界存在只有一個(gè)磁極的磁單極子，磁單極子N的磁場(chǎng)分布如圖甲所示，它與如圖乙所示正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)分布相似。假設(shè)磁單極子N和正點(diǎn)電荷Q均固定，有相同的帶電小球分別在N和Q附近(圖示位置)沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是()A.從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)B.從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C.從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)D.從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)答案A解析根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的受力條件可以從圖乙中判斷帶電小球帶的一定是負(fù)電，且在電場(chǎng)中小球的運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力的方向無(wú)關(guān)；根據(jù)左手定則可知圖甲中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)?！咀兪?-3】如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒以速度v沿與磁場(chǎng)垂直、與電場(chǎng)成45°角的方向射入復(fù)合場(chǎng)中，恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。解析由于帶電微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且F洛與F電不共線，說(shuō)明微粒必然還要受到重力作用，且F洛必然斜向上，即粒子帶正電，其受力如圖，由qE＝mgtan45°和mg＝qvBcos45°，解得E＝eq\f(mg,q)，B＝eq\f(\r(2)mg,qv)。答案eq\f(mg,q)eq\f(\r(2)mg,qv)【題型5綜合問(wèn)題】【例5】設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略重力，以下說(shuō)法正確的是()