《高二物理同步训练：3.5《 运动电荷在磁场中受到的力》（新人教版选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理同步训练：3.5《 运动电荷在磁场中受到的力》（新人教版选修3-1）（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1高二物理同步训练试题解析一、选择题1下列说法中正确的是( )A电荷在磁场中一定受到洛伦兹力B运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C某运动电荷在某处未受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定为零D洛伦兹力可以改变运动电荷的运动方向答案：D2一个长螺线管中通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，不计重力，粒子将在管中()A做圆周运动B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动D做匀速直线运动答案：D3如图 3519 所示，用丝线图 3519吊一个质量为 m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时()A小球的动能相同B丝线所受的拉力相
2、同C小球所受的洛伦兹力相同D小球的向心加速度相同解析：选 AD.带电小球受到洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过 O 点时速度大小不变，动能相同，A 正确；小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时速度方向相反，由左手定则可知两次过 O 点洛伦兹力方向相反，绳的拉力大小也就不同，故 B、C 错；由 a 可知向心加速度相同，D 正确v2R4.图 3520长方体金属块放在匀 强磁场中，有电流通过金属块，如图 3520 所示，则下面说法正确的是()A金属块上下表面电势相等B金属块上表面电势高于下表面电势C
3、金属块上表面电势低于下表面电势D无法比较两表面的电势高低2解析：选 C.由左手定则知自由电子所受洛伦兹力方向向上，即自由电子向上偏，所以上表面电势比下表面低5.图 3521在方向如图 3521 所示的匀强电场(场强为 E)和匀强磁场 (磁感应强度为 B)共存的场区中，一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度 v0 射入场区，设电子射出场区时的速度为v，则( )A若 v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度 vv 0B若 v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度 vv 0C若 v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度 vv 0D若 v0E/B，电子沿轨迹运动，射出场区时，速度 vv 0
4、解析：选 BC.不计电子的重力，电子受到向上的电场力 qE 和向下的洛伦兹力 qv0B，当v0 ，即 qv0BqE 时，电子将向下偏，轨迹为，电场力做负功，洛伦兹力不做功，射EB出场区时，速度 vv 0；当 v0 时，电子向上偏，轨迹为，电场力做正功，射出场区时，EB速度 vv 0，当 v0 时，电子将沿直线水平向右飞出故答案为 B、C.EB6.图 3522如图 3522 所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘 A，最后落到地板上设有磁场时飞行时间为 t1，水平射程为 x1，着地速度大小为 v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为 t2，水平射程为 x2，着
5、地速度大小为 v2.则下列结论不正确的是()Ax 1x 2 Bt 1t 2Cv 1v 2 Dv 1 和 v2 相同答案：CD7.图 3523如图 3523 所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒 AB从高 h 处自由下落，则( )AA 端先着地BB 端先着地C两端同时着地D以上说法均不正确解析：选 B.AB 棒中自由电子随棒一起下落，有向下的速度，并受到向左的洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此 A 端带负电，B 端带正电A 端受到向上静电力，B 端受到3向下静电力，B 端先着地8.如图 3524 所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物体，a、b 叠放于粗糙的
6、水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力 F 拉 b 物块，使a、b 一起无相对滑动地向左加速运动 ，在加速运动阶段 ()Aa、b 一起运动的加速度减小Ba、b 一起运动的加速度增大Ca、b 物块间的摩擦力减小Da、b 物块间的摩擦力增大解析：选 AC.(1) 以 a 为研究对象，分析 a 的受力情况a 向左加速，受洛伦兹力方向向下，对 b 的压力增大(2)以 a、b 整体为研究对象，分析整体受的合外力b 对 地面压力增大，b 受的摩擦力增大，整体合外力减小，加速度减小；(3)再分析 a、b 对 a 的摩擦力是 a 的合外力a 的加速度减小，a 的合外力减小，a、b 间的摩擦
7、力减小9.图 3525如图 3525 所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场 B 中现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使 其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是()A始终做匀速运动B开始做减速运动，最后静止于杆上C先做加速运动，最后做匀速运动D先做减速运动，最后做匀速运动解析：选 ABD.带电滑环向右运动所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关由于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力等于重力时，则滑环做匀速运动；(2)当洛伦兹力小于重力时，滑环将做减速运动，最后停在杆上；(
8、3)当洛伦兹力开始时大于重力时，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压力为零时，摩擦力为零，滑环做匀速运动二、计算题10如图 3526 所图 3526示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图K 为电子枪，由枪中沿 KA 方向射出的电子，速率大小不一当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔 S.设产生匀强电场的平行板间的电压为 300 V，间距为 5 cm，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为 0.06 T，问：4(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是向外？(2)速度为多大的电子才能通过小孔 S?解析
9、：(1)由题图可知，平行板产生的电场强度 E 方向向下，使带负电的电子受到的电场力 FE eE 方向向上若没有磁场，电子束将向上偏转为了使电子能够穿过小孔 S，所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的根据左手定则分析得出，B 的方向垂直于纸面向里(2)电子受到的洛伦兹力为 FBevB，它的大小与电子速率 v 有关只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子，才可沿直线 KA 通过小孔 S.据题意，能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evBeE，解得： v .又因为 E ，所以 v ，EB Ud UBd将 U300 V，B0.06 T，d0.05 m 代入上式，得v10 5 m/s即
10、只有速率为 105 m/s 的电子可以通过小孔 S.答案：(1)向里(2)10 5 m/s11.图 3527(探究创新) 如图 3527 所示，AB 为一段光滑绝缘水平轨道， BCD 为一段光滑的圆弧轨道，半径为 R，今有一质量为 m、带电量为q 的绝缘小球，以速度 v0 从 A 点向 B 点运动，后又沿弧 BC 做圆周运动，到 C 点后由于 v0 较 小，故难运动到最高点如果当其运动至 C 点时，忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能运动到最高点，此时轨道弹力为零，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：(1)匀强电场的方向和强度；(2)磁场的方向和磁感应强度(3)小球到达轨道的末端点 D 后，
11、将做什么运动？解析：小球到达 C 点的速度为 vC，由动能定理得：mgR mv 2 mv 2，所以 vC12 C 12 0.在 C 点同时加上匀强电场 E 和匀强磁场 B 后，要求小球做匀速圆周运动，对轨v02 2gR道的压力为零，必然是沦洛兹力提供向心力，且有 qEmg，故匀强电场的方向 应为竖直向上，大小 E .由牛顿第二定律得：mgqqvcBm ，所以 B m ，B 的方向应垂直于纸面向外小球离开 D 点vC2R mvCqR v02 2gR后，由于电场力仍与重力平衡，故小球仍然会在竖直平面内做匀速圆周运动，再次回到BCD 轨道时，仍与轨道没有压力，连续做匀速圆周运动答案：见解析12如图
12、3528 所图 3528示，套在很长的绝缘直棒上的带正电的小球，其质量为 m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为 E，磁感应强5度为 B，小球与棒的动摩擦因数为 ，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(设小球电荷量不变)解析：小球下滑的开始阶段受力情况如图甲所 示，根据牛顿第二定律有：mgF Nma，且 FNF 电 F 洛 qEqvB，当 v 增大到使 F 洛 F 电 ，即 v1 时，摩擦力 F0，则 amaxg.EB当 vv1 时，小球受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律有：mgF Nma，且 FNF 洛 qE，F 洛 qvB ，当 v 大到使摩擦力 Fmg 时， a0，此时 v 达到最大值，即：mg (qvmaxBqE)，所以 vmax .mg qEqB答案：gmg qEqB教学资源网
