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1、小题狂练 27磁场对运动电荷的作用力小题狂练 小题是基础练小题提分快1.2019江苏省东台创新学校调研(多选)以下说法正确的是()A电荷处于电场中一定受到静电力B运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C洛伦兹力对运动电荷一定不做功D洛伦兹力可以改变运动电荷的速度方向和速度大小答案:AC解析:电荷处于电场中一定受到静电力,故A项正确;运动电荷的速度方向与磁场平行时,运动电荷不受洛伦兹力,故B项错误;洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,洛伦兹力对运动电荷一定不做功,故C项正确;洛伦兹力对运动电荷一定不做功,由动能定理得,洛伦兹力不能改变运动电荷的动能,即洛伦兹力不能改变速度的大小,只能改变速度的方向,故D
2、项错误2.2019四川省成都九校联考1931年,著名的英国物理学家狄拉克认为,既然电有基本电荷电子存在,磁也应有基本磁荷磁单极子存在,这样,电磁现象的完全对称性就可以得到保证,他从理论上用极精美的数学物理公式预言,磁单极子是可以独立存在的,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,类似于孤立的点电荷的电场线以某一磁单极子N为原点建立如图所示Oxyz坐标系,z为竖直方向,则一带电微粒可以在此空间做圆周运动的平面为()A一定是z0且平行于xOy的平面B一定是在xOy平面C一定是z0的区域,磁场的方向是斜向上的圆锥形状,带电微粒若能在平行于xOy的平面内做圆周运动,所受的洛伦兹力方向为垂直磁感线斜向上,重力竖直
3、向下,合力的方向水平指向z轴,故可满足做圆周运动的条件,故选项A正确,B、C、D错误32019江西省红色七校联考如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流强度均为I,方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度B,其中k为常量)某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受的洛伦兹力为()A方向垂直纸面向里,大小为B方向指向x轴正方向,大小为C方向垂直纸面向里,大小为D方向指向x轴正方向,大小为答案:A解析:P、Q两根导线到O点的距离相等,根据安培定则,两导线在O点产生的磁
4、场方向相反,大小相等,所以最终磁场的磁感应强度大小等于R在O点产生的磁场的磁感应强度大小,根据安培定则,磁场的方向沿x轴负方向,ROa,磁感应强度的大小B,根据左手定则,洛伦兹力方向垂直纸面向里,大小FevB,故A正确4.2019安徽省合肥质检(多选)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一带电粒子以某速度由圆周上A点沿与直径AB成30角的方向垂直射入磁场,其后从C点射出磁场已知CD为圆的直径,BOC60,E、F分别为劣弧AD和AC上的点,粒子重力不计,则下列说法正确的是()A该粒子可能带正电B粒子从C点射出时的速度方向一定垂直于直径ABC若仅将粒子的入射位置由A点改为E点,则粒子仍
5、从C点射出D若仅将粒子的入射位置由A点改为F点,则粒子仍从C点射出答案:BCD解析:粒子由A点射入,C点射出,可确定洛伦兹力方向,由左手定则可知,粒子带负电,A项错误;轨迹圆弧关于磁场圆心与轨迹圆圆心连线对称,所以粒子从C点射出时速度方向与DC夹角也是30,垂直于直径AB,B项正确;轨迹圆半径与磁场圆半径相同,由磁聚焦原理可知,C、D项正确52019山西省榆社中学诊断如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成角(0m.空间存在足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场,某时刻开始它们以大小相等的速度相向运动,如图,取向右为正方向,则下
6、列图象可能正确反映它们以后运动的是()答案:B解析:对物块分析可知其受重力、支持力、洛伦兹力和摩擦力作用,由左手定则可知,洛伦兹力方向向上;水平方向受摩擦力作用而做减速运动;则由FBqv可知,洛伦兹力减小,故m对M的压力增大,摩擦力增大,故m的加速度越来越大;同时M受m向右的摩擦力作用,M也做减速运动;因摩擦力增大,故M的加速度也越来越大;vt图象中图线斜率的绝对值表示加速度大小,则可知vt图象中对应的图线应为曲线;对M、m组成的系统分析可知,系统所受外力之和为零,故系统的动量守恒,最终木板和物块速度一定相同,则有mv0Mv0(Mm)v,因Mm,故最终速度一定为负值,说明最终木板和物块均向左做
7、匀速运动,则B正确9.2019贵州省毕节梁才学校检测(多选)如图所示,空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的夹角为,一电荷量为q、质量为m的带负电小球套在直杆上,从A点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为,在小球以后的运动过程中,下列说法正确的是()A小球下滑的最大速度为vmB小球下滑的最大加速度为amgsinC小球的加速度一直在减小D小球的速度先增大后不变答案:BD解析:小球开始下滑时有mgsin(mgcosqvB)ma,随着v增大,a增大,当v0时,a达到最大值即amgsin,此时洛伦兹力大小等于mgcos,支持力为0,此后随着速度
8、增大,洛伦兹力增大,支持力增大,此后下滑过程中有,mgsin(qvBmgcos)ma,随着v增大,a减小,当vm时,a0,此时达到平衡状态,速度不变所以整个过程中,v先增大后不变,a先增大后减小,所以B、D正确102019湖北省武汉调研(多选)如图(a)所示,在半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场,其变化规律如图(b)所示薄挡板MN两端点恰在圆周上,且MN所对的圆心角为120.在t0时,一质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v从A点沿直径AB射入场区,运动到圆心O后,做一次半径为的完整的圆周运动,再沿直线运动到B点,在B点与挡板碰撞后原速率返回(碰撞时间不计,电荷量不变),运动轨迹如图
9、(a)中所示粒子的重力不计,不考虑变化的磁场所产生的电场,下列说法正确的是()A磁场方向垂直纸面向外B图(b)中B0C图(b)中T0D若t0时,质量为m、电荷量为q的带电粒子,以初速度v从A点沿AO入射,偏转、碰撞后,仍可返回A点答案:BC解析:根据题述一质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v从A点沿直径AB射入场区,运动到圆心O后,做一次半径为的完整的圆周运动,根据左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向里,选项A错误;根据洛伦兹力提供向心力,qvB0m,且r,可得B0,选项B正确;带电粒子做匀速圆周运动的周期T,带电粒子以初速度v从A点沿直径AB射入场区,运动到圆心O所需时间t,所以题图(b)
10、中T0tT,选项C正确;若t0时,质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速度v从A点沿直径AB射入场区,运动到圆心O后,根据左手定则知粒子将向下偏转与挡板MN碰撞后运动圆周,再与挡板B碰撞后运动一段圆弧后射出场区,不能返回A点,选项D错误112019湖南省益阳市、湘潭市调研(多选)如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放,且在运动中始终能沿轨道通过各自轨道的最低点M、N,则()A两小球某次到达轨道最低点时的速度大小不可能有vNvMB两小球都能到达轨道的最右端C小球a、b第一次同时到达
11、最低点D第一次到达轨道最低点时,小球a对轨道的压力小于小球b对轨道的压力答案:AD解析:由于洛伦兹力不做功,电场力对带电小球一定做负功,所以两个小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有vNvM,A正确;由机械能守恒定律知,小球b可以到达轨道的最右端,电场力对小球a做负功,故小球a不可能到达轨道的最右端,B错误;第一次到达最低点的过程中,由于洛伦兹力对b不做功,而电场力一直对a做负功,因此a球的速率一直小于b球速率,故小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻不相同,C错误;由于小球能到达最低点,重力对小球a做正功,电场力对小球a做负功,由动能定理得mgREqRmv,又由牛顿第二定律得,FN1mgm,对小球b,洛伦兹力不做功,只有重力做正功,由机械能守恒定律得mgRmv,小球b第一次通过最低点时由牛顿第二定律得FN2mgqvBm,由牛顿第三定律知,D正确122019湖北省黄冈中学模拟(多选)如图所示,下端封闭、上端开口、高h5 m的内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有质量m10 g、电荷量的绝对值|q|0.2 C的小