1-2磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力(人教2019選擇性必修第二冊-)(解析版)

第一章安培力與洛倫茲力第2節(jié)磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念知道什么是洛倫茲力，會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向.科學(xué)思維掌握洛倫茲力公式的推導(dǎo)過程，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小.科學(xué)探究知道電視顯像管的基本原理及基本構(gòu)造.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任學(xué)會(huì)分析帶電體在洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)．知識(shí)點(diǎn)一洛倫茲力的方向【情境導(dǎo)入】如圖所示，電子由陰極向陽極運(yùn)動(dòng)(向右運(yùn)動(dòng))過程中向下發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，試問：(1)什么力使電子偏轉(zhuǎn)？該力的方向如何？(2)電子運(yùn)動(dòng)軌跡附近的磁場方向如何？電子所受洛倫茲力與磁場方向、電子運(yùn)動(dòng)方向存在什么關(guān)系？答案(1)洛倫茲力向下(2)磁場方向向里電子所受洛倫茲力與磁場方向垂直，與電子運(yùn)動(dòng)方向垂直，滿足左手定則【知識(shí)梳理】1．洛倫茲力(1)定義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力．(2)與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．2．洛倫茲力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向．如圖所示，負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反．【重難詮釋】1．洛倫茲力的方向(1)F、B、v三者方向間的關(guān)系洛倫茲力的方向總是與電荷運(yùn)動(dòng)的方向及磁場方向垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷速度方向和磁場方向確定的平面．說明：F、B、v三個(gè)量的方向關(guān)系是：F⊥B，F(xiàn)⊥v，但B與v不一定垂直，如圖甲、乙所示．(2)洛倫茲力方向的判斷在用左手定則判斷運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向時(shí)，對于正電荷，四指指向電荷的運(yùn)動(dòng)方向；但對于負(fù)電荷，四指應(yīng)指向電荷運(yùn)動(dòng)的反方向．2．洛倫茲力的特點(diǎn)(1)洛倫茲力的方向隨電荷運(yùn)動(dòng)方向的變化而變化．但無論怎樣變化，洛倫茲力都與運(yùn)動(dòng)方向垂直．(2)洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運(yùn)動(dòng)方向，不改變電荷的速度大小．【典例精析】例1．勻強(qiáng)磁場中一個(gè)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子，受到洛倫茲力F的方向如圖所示，則該粒子的電性和運(yùn)動(dòng)方向可能是()A．粒子帶負(fù)電向下運(yùn)動(dòng)B．粒子帶正電向左運(yùn)動(dòng)C．粒子帶負(fù)電向上運(yùn)動(dòng)D．粒子帶正電向右運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】據(jù)左手定則，讓磁感線穿過掌心，拇指指向F的方向，可判斷出四指向上，這樣存在兩種可能：粒子帶正電向上運(yùn)動(dòng)或粒子帶負(fù)電向下運(yùn)動(dòng)，A正確，C錯(cuò)誤；而粒子左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受洛倫茲力的方向向上或向下，B、D錯(cuò)誤?！疽?guī)律方法】在磁場方向和洛倫茲力方向確定的情況下，正負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反。知識(shí)點(diǎn)二洛倫茲力的大小【情境導(dǎo)入】如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.設(shè)磁場中有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q且定向移動(dòng)的速率都是v.(1)導(dǎo)線中的電流是多少？導(dǎo)線在磁場中所受安培力多大？(2)長為L的導(dǎo)線中含有的自由電荷數(shù)為多少？每個(gè)自由電荷所受洛倫茲力多大？答案(1)nqvSnqvSLB(2)nSLqvB【知識(shí)梳理】一般表達(dá)式：F＝qvBsinθ，θ為v與B的夾角，如圖．(1)當(dāng)v∥B，即θ＝0或180°時(shí)，F(xiàn)＝0.(2)當(dāng)v⊥B，即θ＝90°時(shí)，F(xiàn)＝qvB.【重難詮釋】1．洛倫茲力與安培力的關(guān)系分類洛倫茲力安培力區(qū)別單個(gè)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所受到的磁場力通電直導(dǎo)線所受到的磁場力洛倫茲力不做功安培力可以做功聯(lián)系①安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)；②方向關(guān)系：洛倫茲力與安培力均可用左手定則進(jìn)行判斷2.洛倫茲力的大小洛倫茲力的大?。篎＝qvBsinθ，θ為電荷運(yùn)動(dòng)的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角．(1)當(dāng)θ＝90°時(shí)，v⊥B，sinθ＝1，F(xiàn)＝qvB，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直時(shí)，洛倫茲力最大．(2)當(dāng)θ＝0時(shí)，v∥B，sinθ＝0，F(xiàn)＝0，即運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行時(shí)，不受洛倫茲力．【典例精析】例2．在如圖所示的各圖中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向?！敬鸢浮?1)qvB垂直于v指向左上方(2)eq\f(1,2)qvB垂直于紙面向里(3)不受洛倫茲力(4)qvB垂直于v指向左上方【解析】(1)因v⊥B，所以F＝qvB，方向與v垂直指向左上方。(2)v與B的夾角為30°，將v分解成垂直于磁場的分量和平行于磁場的分量，v＝vsin30°，F(xiàn)＝qvBsin30°＝eq\f(1,2)qvB，方向垂直于紙面向里。(3)由于v與B平行，所以帶電粒子不受洛倫茲力。(4)v與B垂直，F(xiàn)＝qvB，方向與v垂直指向左上方?！疽?guī)律方法】當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)方向v與磁場B夾角為θ時(shí)，如圖所示，此時(shí)將v分解為v∥和v⊥，其中v⊥＝vsinθ，則F＝qvBsinθ。知識(shí)點(diǎn)三電子束的磁偏轉(zhuǎn)【知識(shí)梳理】1．顯像管的構(gòu)造：如圖所示，由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏組成．2．顯像管的原理(1)電子槍發(fā)射高速電子．(2)電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)．(3)熒光屏被電子束撞擊時(shí)發(fā)光．3．掃描：在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化，因此電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)不斷移動(dòng)，這在顯示技術(shù)中叫作掃描．【典例精析】例3．顯像管的原理示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場時(shí)電子束打在熒光屏正中的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)垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较?，如果要使電子束打在熒光屏上的位置由P點(diǎn)逐漸移動(dòng)到Q點(diǎn)，下列磁場能夠使電子束發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()【答案】A【解析】要使電子束打在熒光屏上的位置由P點(diǎn)逐漸移動(dòng)到Q點(diǎn)，可知電子先向上偏轉(zhuǎn)后向下偏轉(zhuǎn)，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)的磁場是選項(xiàng)A.知識(shí)點(diǎn)四帶電體在磁場中的運(yùn)動(dòng)【重難詮釋】1．帶電體在勻強(qiáng)磁場中速度變化時(shí)洛倫茲力的大小往往隨之變化，并進(jìn)一步導(dǎo)致彈力、摩擦力的變化，帶電體將在變力作用下做變加速運(yùn)動(dòng)．2．利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和平衡條件分析各物理量的動(dòng)態(tài)變化時(shí)要注意彈力為零的臨界狀態(tài)，此狀態(tài)是彈力方向發(fā)生改變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)．【典例精析】例4．如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直于紙面向外、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、電荷量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無關(guān)C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直于斜面向下D．B很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上【答案】C【解析】根據(jù)左手定則可知，滑塊受到垂直于斜面向下的洛倫茲力，C正確；隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯(cuò)誤；B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，據(jù)動(dòng)能定理，滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能就越小，B錯(cuò)誤；開始時(shí)滑塊由靜止下滑，故其開始時(shí)不受洛倫茲力，故B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上，D錯(cuò)誤?！疽?guī)律方法】與洛倫茲力相關(guān)的運(yùn)動(dòng)問題的分析技巧分析帶電體受洛倫茲力作用運(yùn)動(dòng)的問題，與分析物體在其他力作用下的運(yùn)動(dòng)一樣，要對研究對象的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析，分析時(shí)尤其要注意：(1)洛倫茲力與重力、彈力、摩擦力等都屬于性質(zhì)力，在研究電荷或帶電體的運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)注意洛倫茲力，受力分析時(shí)不要漏掉洛倫茲力。(2)洛倫茲力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān)，而且與帶電體所帶電荷量q有關(guān)，還與帶電體的運(yùn)動(dòng)速度v有關(guān)，物體的受力會(huì)使速度變化，速度的變化則會(huì)影響洛倫茲力，洛倫茲力變化會(huì)使物體的合外力和加速度也變化。所以，解決此類問題時(shí)，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行受力分析，并時(shí)刻注意洛倫茲力的變化。針對訓(xùn)練一、單選題1．以下四幅圖中，正確標(biāo)明了帶電粒子所受洛倫茲力F方向的是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】AB．由于帶電粒子的速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行，所以粒子不受洛倫茲力作用，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，磁感線垂直穿過手掌心，大拇指指向下，即洛倫茲力的方向向下，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，磁感線垂直穿過手掌心，大拇指指向上，即洛倫茲力的方向向上，故D正確。故選D。2．如圖所示，在正方體的四條沿軸方向的棱上，分別固定四根通有等大電流的等長導(dǎo)線。正方體的中心點(diǎn)P處有不斷沿各個(gè)方向噴射帶正電粒子的粒子源，關(guān)于粒子剛被噴出時(shí)所受到的洛倫茲力方向，下列說法中正確的是（）A．初速度方向沿x軸正方向，其所受的洛倫茲力方向沿z軸正方向B．初速度方向沿x軸正方向，其所受的洛倫茲力方向沿y軸正方向C．初速度方向沿y軸正方向，其所受的洛倫茲力方向沿z軸負(fù)方向D．初速度方向沿y軸正方向，其所受的洛倫茲力方向沿x軸正方向【答案】D【解析】根據(jù)圖像四根長導(dǎo)線電流方向，結(jié)合右手螺旋定則可知，四根長導(dǎo)線電流在P處產(chǎn)生的合磁場方向沿z軸正方向。AB．正電粒子初速度方向沿x軸正方向時(shí)，根據(jù)左手定則可知，其所受的洛倫茲力方向沿y軸負(fù)方向，故AB錯(cuò)誤；CD．正電粒子初速度方向沿y軸正方向時(shí)，根據(jù)左手定則可知，其所受的洛倫茲力方向沿x軸正方向，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3．如圖所示，兩個(gè)傾角分別為和的光滑斜面固定于水平地面上，并處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶正電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（斜面足夠長），在此過程中（）A．在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中，甲的加速度大于乙的加速度B．飛離斜面瞬間的速度，甲比乙小C．在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，甲比乙小D．在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中的重力平均功率，甲和乙相等【答案】D【解析】A．根據(jù)左手定則可知，小滑塊所受洛倫茲力垂直斜面向上，則小滑塊在沒有飛離斜面前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為，所以甲的加速度比乙的加速度小。故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)小滑塊剛好飛離斜面時(shí)，洛倫茲力與重力在垂直斜面方向的分力平衡，故解得故斜面角度越小，飛離斜面瞬間的速度越大，即飛離斜面瞬間的速度甲比乙大。故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)AB選項(xiàng)中分析可知故斜面角度越小，時(shí)間越長，故在斜面上甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比乙長。故C錯(cuò)誤；D．由平均功率公式，重力的平均功率為則可解得故D正確。故選D。4．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一段靜止的長為L的通電導(dǎo)線，磁場方向垂直于導(dǎo)線。設(shè)單位長度導(dǎo)線中有n個(gè)自由電荷，每個(gè)自由電荷的電荷量都為q，它們沿導(dǎo)線定向移動(dòng)的平均速率為v。下列說法正確的是（）A．導(dǎo)線中的電流大小為B．這段導(dǎo)線受到的安培力大小為C．沿導(dǎo)線方向電場的電場強(qiáng)度大小為D．導(dǎo)線中每個(gè)自由電荷受到的平均阻力大小為【答案】A【解析】A．在時(shí)間內(nèi)穿過導(dǎo)線某一橫截面的自由電荷的數(shù)目根據(jù)電流的定義式有解得A正確；B．導(dǎo)線受到的安培力結(jié)合上述解得B錯(cuò)誤；C．自由電荷運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，所受洛倫茲力與垂直于導(dǎo)線方向的電場力平衡，即解得E的方向與導(dǎo)線垂直，而沿導(dǎo)線方向的恒定電場的電場強(qiáng)度大小為其中，U為導(dǎo)線兩端的電壓，由于U未知，則電場強(qiáng)度的大小不確定，C錯(cuò)誤；D．導(dǎo)線中每個(gè)自由電荷受到的平均阻力方向是沿導(dǎo)線方向的，且由于U未知，則該力大小不確定，而qvB是洛倫茲力的大小，二者能確定是否相等，D錯(cuò)誤。故選A。5．在電視機(jī)的顯像管中，電子束的掃描是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其掃描原理如圖所示。圓形區(qū)域內(nèi)的偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于圓面，不加磁場時(shí)，電子束將通過O點(diǎn)打在屏幕的中心M點(diǎn)。為了使屏幕上出現(xiàn)一條以M為中心的亮線PQ，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律應(yīng)是下列選項(xiàng)中的（）A． B．C． D．【答案】B【解析】CD．由題意知，要想得到以M為中心的亮線PQ，則電子束既要向上偏轉(zhuǎn)，又要向下偏轉(zhuǎn)，所以磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向需要發(fā)生改變，CD錯(cuò)誤；A．由于圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一定，則電子束受到的洛倫茲力大小相同，偏轉(zhuǎn)量也相同，則向同一方向偏轉(zhuǎn)的電子都打到同一點(diǎn)，不能得到連續(xù)的亮線，A錯(cuò)誤；B．圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向均隨時(shí)間發(fā)生了變化，因此可得到亮線PQ，B正確。故選B。6．關(guān)于洛倫茲力的特點(diǎn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．洛倫茲力既垂直于磁場方向又垂直電荷運(yùn)動(dòng)方向B．洛倫茲力是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力，靜止的電荷不會(huì)受到洛倫茲力C．當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場方向相同或相反的時(shí)候，電荷不受洛倫茲力D．只要電荷放在磁場中，就一定受到洛倫茲力【答案】D【解析】A．根據(jù)左手定則洛倫茲力既垂直于磁場方向又垂直電荷運(yùn)動(dòng)方向，故A正確，不符合題意；B．洛倫茲力是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力，靜止的電荷不會(huì)受到洛倫茲力．故B正確，不符合題意；C．當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場方向相同或相反的時(shí)候，電荷不受洛倫茲力，故C正確，不符合題意；D．靜止的電荷在磁場中不受洛倫茲力，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行時(shí)，也不受洛倫茲力，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。7．在地球赤道上空，有一束電子流，自東向西運(yùn)動(dòng)，由于受地球磁場的影響，電子流將（）A．向上偏轉(zhuǎn) B．向下偏轉(zhuǎn) C．向南偏轉(zhuǎn) D．向北偏轉(zhuǎn)【答案】A【解析】在地球赤道上空，地磁場方向由地理南極指向北極，電子流自東向西運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則，電子流將向上偏轉(zhuǎn)。故選A。8．一長為L的直導(dǎo)線置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線中的電流為I。下列說法正確的是（）A．通電直導(dǎo)線受到安培力的大小為ILBB．無論通電直導(dǎo)線如何放置，它都將受到安培力C．安培力是載流子受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，所以安培力對通電直導(dǎo)線不做功D．通電直導(dǎo)線所受安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電流方向構(gòu)成的平面【答案】D【解析】A．只有當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線受到安培力的大小才為IBL，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場平行時(shí)，它不受安培力，故B錯(cuò)誤；C．安培力是載流子受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，安培力對通電導(dǎo)線也能做功，故C錯(cuò)誤；D．通電直導(dǎo)線所受安培力的方向既垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向又垂直于電流方向，即垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電流方向構(gòu)成的平面，故D正確。故選D。二、多選題9．如圖所示，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向下，磁場中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管。在水平拉力F作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口處飛出。關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（）A．小球帶正電B．維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F應(yīng)保持不變C．洛倫茲力對小球做正功D．小球運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度不變【答案】AD【解析】A．小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口的洛倫茲力分力，根據(jù)左手定則判斷，小球帶正電，故A正確；B．設(shè)小球沿試管的分速度大小為v2，則小球受到向左的洛倫茲力的分力F2=qv2Bv2增大，則F2增大，而拉力F=F2則F逐漸增大，故B錯(cuò)誤；C．洛倫茲力總是與速度垂直，不做功，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)試管運(yùn)動(dòng)速度為，小球向右的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。沿管方向小球受到洛倫茲力的分力、、均不變，不變，根據(jù)牛頓第二定律，在沿管方向可知小球加速不變。故D正確。故選AD。10．質(zhì)量為、帶電荷量為的小物塊，從傾角為的絕緣斜面上由靜止下滑，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，整個(gè)斜面置于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，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．小物塊一定帶負(fù)電荷B．小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且加速度大小為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【答案】AC【解析】A．根據(jù)磁場方向和小物塊的運(yùn)動(dòng)方向，由左手定則可知，小物塊的洛倫茲力方向垂直斜面，因帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對斜面的作用力恰好為零，則洛倫茲力方向垂直斜面向上，根據(jù)左手定則判斷，小物塊帶負(fù)電，故A正確；BC．小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，對小物塊受力分析可知，小物塊所受合力由上式可知，隨著v增大，洛倫茲力增大，增大，a增大，則小物塊在斜面上運(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)，故B錯(cuò)誤，C正確；D．小物塊對斜面壓力為零時(shí)，有解得故D錯(cuò)誤。故選AC。11．如圖所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，不計(jì)空氣阻力，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像可能是下列選項(xiàng)中的（）A． B．C． D．【答案】AD【解析】A．帶電圓環(huán)在磁場中受到向上的洛倫茲力，若恰好滿足即圓環(huán)將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；BCD．若滿足圓環(huán)在運(yùn)動(dòng)的過程中，受到摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律圓環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的減小，摩擦力減小，加速度減小，因此做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，圖像的切線的斜率的絕對值逐漸減小，最終勻速運(yùn)動(dòng)，且最終的速度若滿足受摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律圓環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)，隨著速度的減小，摩擦力增大，加速度增大，因此做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，最終速度減小到零，其圖像的切線的斜率絕對值逐漸增大，B、C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。12．如圖所示，質(zhì)量為m的帶電絕緣小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）用長為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，在懸點(diǎn)O下方有勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)把小球拉離平衡位置后從A點(diǎn)由靜止釋放，則下列說法中正確的是（）A．小球從A至C和從D至C到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，速度大小相等B．小球從A至C和從D至C到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力相等C．小球從A至C和從D至C到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，加速度相同D．小球從A至C和從D至C過程中，運(yùn)動(dòng)快慢一樣【答案】ACD【解析】ACD．小球進(jìn)入磁場后受到洛倫茲力作用，方向與速度方向垂直，洛倫茲力對小球不做功，只有重力做功機(jī)械能守恒，所以小球從A至C和從D至C到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，速度大小相等；到達(dá)C點(diǎn)時(shí)加速度為方向都由C指向O，可得加速度相同；小球從A至C和從D至C過程中，任一時(shí)刻減少的重力勢能都轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，可得運(yùn)動(dòng)快慢一樣，ACD正確；B．受力分析可得到達(dá)C點(diǎn)時(shí)繩子的拉力、小球的重力和洛倫茲力的合力提供向心力，由于從A至C和從D至C時(shí)小球在磁場中的速度