《11-19年高考物理真题分专题汇编之专题050.洛伦兹力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《11-19年高考物理真题分专题汇编之专题050.洛伦兹力（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、a bd O c 第第 50 节节洛伦兹力洛伦兹力 1 2015 年海南卷年海南卷 1 如图 a 是竖直平面 P 上的一点 P 前有一条形磁铁垂直于 P 且 S 极朝向 a 点 P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下 在水 平面内向右弯曲经过 a 点 在电子经过 a 点的瞬间 条形磁铁的磁 场对该电子的作用力的方向 A A 向上B 向下C 向左D 向右 解析 条形磁铁的磁感线方向在 a 点为垂直 P 向外 电子在条形磁铁的磁场中向右运动 所以根据 左手定则可得 电子受到的洛伦兹力方向向上 选项 A 正确 2 2013 年安徽卷年安徽卷 15 图中 a b c d 为四根与纸面垂直的
2、长直导线 其横截面位于正方形的四个顶点上 导线中通 有大小相同的电流 方向如图所示 一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动 它所受洛伦兹力的方向是 A 向上B 向下 C 向左D 向右 答案 B 解析 通电导线 b 和 d 在 O 点产生的磁场相互抵消 通电导线 a 和 c 在 O 点产生的磁场水平向左 一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动 根据左手定则可判定粒子所受洛 伦兹力的方向是向下 故 B 对 A C D 错 3 2011 年海南卷年海南卷 10 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场 图中的正方形为其边界 一细束由两种粒子组成的 粒子流沿垂直
3、于磁场的方向从 O 点入射 这两种粒子带同种电荷 它们的电荷量 质量均不同 但 其比荷相同 且都包含不同速率的粒子 不计重力 下列说法正确的是 A 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C 在磁场中运动时间相同的粒子 其运动轨迹一定相同 D 在磁场中运动时间越长的粒子 其轨迹所对的圆心角一定越大 答 B D 解析 在磁场中半径 Bq mv r 运动时间 Bq m t 为转过圆心角 故 BD 正确 当粒子从 O 点所在的边上射出的粒子时 轨迹可以不同 但圆心角相同为 1800 因而 AC 错 O B P a e 4 2014 年理综新课标
4、卷年理综新课标卷 16 如图 MN 为铝质薄平板 铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场 未画出 一带电 粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出 从 Q 点穿过铝板后到达 PQ 的中点 O 已知粒 子穿越铝板时 其动能损失一半 速度方向和电荷量不变 不 计重力 铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为 A 2B 2C 1D 2 2 答案 D 解析 根据 r v mqvB 2 有 21 12 2 1 vr vr B B 穿过铝板后粒子动能减半 则 2 1 2 2 2 1 2 1 2 1 mvmv 得2 2 1 v v 穿过铝板后粒子运动半径减半 则 2 1 1 2 r r 因此 2 2
5、 2 1 B B 选项 D 正确 5 2011 年理综浙江卷年理综浙江卷 20 利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子 图中板 MN 上方是磁感应强度大小为 B 方向垂直纸面向里的匀强磁场 板上有两条宽度分别为 2d 和 d 的缝 两缝近端相距为 L 一群 质量为 m 电荷量为 q 具有不同速度的的粒子从宽度为 2d 的 缝垂直于板 MN 进入磁场 对于能够从宽度 d 的缝射出的粒子 下列说法正确的是 A 粒子带正电 B 射出粒子的最大速度为 m dLqB 2 3 C 保持d和L不变 增大B 射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D 保持d和B不变 增大L 射出粒子的最大速度与最小速
6、度之差增大 答 BC 解析 由左手定则可判断粒子带负电 故 A 错误 由题意知 粒子的最大半径 2 3 max dL r 粒子的最小半径 2 min L r 根据 qB mv r 可得 m dLqB v 2 3 max m qBL v 2 min 则 m qBd vv 2 3 minmax 故可知 B C 正确 D 错误 2dLd M N B P M N O Q 6 2014 年理综新课标卷年理综新课标卷 20 图为某磁谱仪部分构件的示意图 图中 永磁铁提供匀强磁场 硅微条径迹探测器可以探测粒子 在其中运动的轨迹 宇宙射线中有大量的电子 正电子和质子 当这些粒子从上部垂直进入磁场时 下列说法正
7、确的是 A 电子与正电子的偏转方向一定不同 B 电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同 C 仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子 D 粒子的动能越大 它在磁场中运动轨迹的半径越小 答案 AC 解析 由于电子与正电子的电性相反 所以它们以相同的方向进入磁场时 受到的 洛伦兹力的方向相反 偏转的方向一定相反 故 A 正确 根据带电粒子的半径公式 qB mv r 可知 电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径是否相同 与它们的速度有关 故 B 错误 质子与正电子的电性相同 所以它们以相同的方向进入磁场时 受到的洛 伦兹力的方向相同 偏转的方向相同 但是两者的动量大小未知 根据 qB mv r
8、 可知 仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 故 C 正确 由 2 2 1 mvEk 则 qB mE qB mv r k 2 可知粒子的动能越大 轨迹半径也越大 故 D 错误 7 2017 年北京卷年北京卷 24 20 分 发电机和电动机具有装置上的类似性 源于它们机理上的类似性 直流发电机和直流电动机的工作 原理可以简化为如图 1 图 2 所示的情景 在竖直向下的磁感应强度为 B 的匀强磁场中 两根光滑平行金属轨道 MN PQ 固定在水平面内 相距为 L 电阻不计 电阻为 R 的金属导体棒 ab 垂直于 MN PQ 放在轨道上 与轨道接触良好 以速度 v v 平行于 MN 向右做
9、匀速 运动 图1轨道端点MP间接有阻值为r的电 阻 导体棒 ab 受到水平向右的外力作 用 图 2 轨道端点 MP 间接有直流电 源 导体棒 ab 通过滑轮匀速提升重物 电路中的电流为 I 1 求在 t 时间内 图 1 发电机 产生的电能和图 2 电动机 输出的机械能 硅微 条径 迹探测器 永 磁 铁 永 磁 铁 a b B r M P Q N 图 1 a b B M P Q N 图 2 2 从微观角度看 导体棒 ab 中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用 为了 方便 可认为导体棒中的自由电荷为正电荷 a 请在图 3 图 1 的导体棒 ab 图 4 图 2 的导体棒 ab 中
10、分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图 b 我们知道 洛伦兹力对运动电荷不做功 那么 导体棒 ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用 的呢 请以图 2 电动机 为例 通过计算分析说明 答 答案 1 t rR vLB E 222 1 E2 ILBv t 2 见答图 1 电荷移动的速度可分解为沿 ba 方向和垂直于 ab 方向 各自由电荷因 这两个分速度引起的洛伦兹合力可分解成垂直 ab 方向和平行 ab 方向 垂直 ab 方向的分力做正功 平行 ab 方向的分力做负功 解析 1 图 1 中 电路中的电流 1 BL I Rr v 棒 ab 受到的安培力 1 FBI L 1 在
11、t 时间内 发电机 产生的电能等于棒 ab 克服安培力做的功 222 B Lt EFt Rr 1电 v v 图 2 中 棒 ab 受到的安培力FBIL 2 在 t 时间内 电动机 输出的机械能等于安培力对棒 ab 做的功 2 EFtBILt 机 vv 2 a 如答图 3 答图 4 所示 b 设自由电荷的电荷量为 q 沿导体棒定向移动的速率为u 如答图 4 所示 沿棒方向的洛伦兹力 1 fq B v 做负功 11 Wfu tq Bu t v 垂直棒方向的洛伦兹力 2 fquB 做正功 22 WftquBt vv 所以 12 WW 即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力 做功为零 1 f 做负功 阻碍自由电荷的定向移动 宏观上表现为 反 电动势 消耗电源的电能 2 f 做正功 宏观上表现为安培力做正功 使机械能增加 大量自由电 荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能 在此过程中洛伦兹力通过两个分力 做功起到 传递 能量的作用 f洛1 f洛2 答图 1 aa 图3图4 b B b B a 答图 3 b B f1 f2 f 答图 4 a b B f f1 f2
