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1、【基础达标】16 题 1(5 分)关于带电荷量为q 的粒子在匀强磁场中的运动，下面说法中正确的是 A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B如果把q 改为q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变 C洛伦兹力的方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D粒子在只受洛伦兹力作用下运动时动能不变 答案：BD 解析：只有当带电粒子的速度方向和磁场方向垂直时才有 F洛Bqv，A 选项中，如果 带电粒子的速度方向与磁场方向不同时，则受洛伦兹力不相同；由公式 F洛Bqv 可知， 当 B、q、v 三个量中任意两个量的方向(电荷的电性)发生变化时，F洛的方向不变；洛伦兹 力与安培
2、力类似，洛伦兹力一定既垂直于电荷的运动方向，也垂直于磁场的方向，但电荷 的运动方向与磁场的方向不一定垂直；由于洛伦兹力的方向与电荷的运动方向始终垂直， 所以洛伦兹力不做功，选项 B、D 正确 2(5 分)图示是磁场 B、负电荷的运动速度 v 和磁场对运动电荷的作用力 F 三者方向 的关系图，其中错误的是(B、F 和 v 两两垂直)答案：D 解析：在用左手定则判断 F洛、B、v 三者方向时要注意：高中阶段一般只学 B 与 v 垂 直的情形，当 B 与 v 垂直时，让磁感线穿过手心，四指与正电荷的运动方向 v 一致，大拇 指指向正电荷的受力方向，如果是负电荷，四指将与负电荷的运动方向 v 相反，此
3、时大拇 指指向为负电荷的受力方向，注意负电荷的受力方向不是与大拇指的指向相反根据以上 原则即可判断应选 D 选项3(5 分)如图所示，空间存在水平向右的电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一个带正 电的小球套在细杆上，与细杆的动摩擦因数为 ，由静止释放后小球将向下运动，则 A小球将做匀加速直线运动 B小球的加速度先增大后减小 C小球最终将做匀速运动 D小球将做加速度一直减小的加速运动 答案：BC 解析：小球沿着杆子下滑时，受到向右的电场力和向左的洛伦兹力，电场力大小不变， 洛伦兹力随速度的增大而增大，所以杆与小球之间的弹力先变小后变大，杆与小球之间的 摩擦力也是先变小，后变大，当摩擦力与重力平衡时，
4、小球做匀速运动，所以 B、C 正 确4(5 分)在如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀 强电场一带电粒子 a(不计重力)以一定的水平初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区 域，恰好沿直线由区域右边界的 O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留 电场不变，另一个同样的粒子 b(不计重力)仍以相同的初速度由 O 点射入，从区域右边界 穿出，则粒子 b A穿出位置一定在 O点下方 B穿出位置一定在 O点上方 C运动时，在电场中的电势能一定减小 D在电场中运动时，动能一定减小 答案：C 解析：带电粒子在复合场中运动时，受到的电场力与洛伦兹力恰好平衡，即做匀速直 线
5、运动，且方向一定水平；撤去磁场时，当粒子带正电则向下偏转，带负电则向上偏转， 所以 A、B 错误；但电场一定对运动的电荷做功，所以电势能一定减小，动能一定增大， C 对、D 错5(5 分)如图所示，粒子速度选择器是现代实验室很重要的设备一速度为 v，电荷 量为 q 的正离子(重力不计)恰能沿直线飞出粒子速度选择器，选择器中磁感应强度为 B，电 场强度为 E，则 A若改为电荷量为q 的离子，将往上偏(其他不变) B若速度变为 2v，将往上偏(其他不变) C若改为2q 的离子，将往下偏(其他不变)D若速度改为 ，将往下偏(其他不变)v2 答案：BD 解析：带正电的离子在复合场中受电场力向下，受洛伦
6、兹力向上，他们大小相等当 改为q 时，电场力与洛伦兹力的方向都改变，所以粒子仍做直线运动；若速度变为 2v 时， 洛伦兹力变为原来的两倍，所以粒子向上偏转；若改为2q，则电场力和洛伦兹力均变为原来的两倍，仍做直线运动；若改为 ，则洛伦兹力减半，而电场力不变，所以粒子将向下v2 偏转，B、D 正确 6(5 分)目前，世界上正在研究一种叫磁流体发电机的新型发电机图示表示它的原 理：将一束等离子体喷射入磁场，在磁场中有两块金属板 A、B，这时金属板上就会聚集电 荷，产生电压如果射入的等离子体速度均为 v；两金属板的板长为 L，板间距离为 d，板 平面的面积为 S；匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直
7、于喷射等离子体的方向；负载电 阻为 R；电离气体充满两板间的空间；当发电机稳定发电时，电流表的示数为 I.那么，关 于板间电离气体的电阻率 和 A、B 两板的带电情况，下列判断正确的是AA 板带正电B (R)SdBdvIC (R)SIBdvIDv 与 I 成正比 答案：B解析：当发电机稳定时有：BqvEq，E，U总I(R )，所以 (R)，U总ddSSdBdvI 与 v 与关，所以 v 与 I 不成正比，即只有 B 正确 题号123456 答案 【能力升华】710 题7(4 分)如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽与水平面的夹角分别为 和 ，且 ”或“”)tB. 答案： 解析：当带电小球在斜面上
8、运动到 mgcos Bqv 时，即将离开斜面，而 vgtsin ，所以 t，而 ，则有 tAtB.mBqtan 8(4 分)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁 血流计由一对电极 a 和 b 以及一对磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两 电极 a、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所 示由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、b 之间会有微小电势差在 达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的 合力为零在某次监测中，两触点间的距离为 3.0 mm，血管壁的厚度可忽
9、略，两触点间的 电势差为 160 V，磁感应强度的大小为 0.040 T则血流速度的近似值为_，电极 a、b 的正负情况为_ 答案： 1.3 m/s a 正、b 负9(4 分)如图所示，质量为 3m，电荷量为q 的小球，可在半径为 R 的半圆形光滑绝 缘轨道两端点 M、N 之间来回滚动，磁场 B 垂直于轨道平面，小球在 M(N)处速度为零若 小球在最低点的最小压力为零，则 B_，小球对轨道最低点的最大压力为 _答案： 6mg3m 2gR2qR10(8 分)如图所示，以 O 点为圆心、r 为半径的圆形空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从 A 点正对 O 点以速度 v0垂直于磁场射入，从
10、 C 射出，AOC120， 则该粒子在磁场中运动的时间是多少？ 答案：3r3v0解析：由于速度偏向角已知，故欲求运动时间，只要求出周期即可但 B 未知，还需 联立半径 R 求解，故应先画轨迹，明确圆心、半径大小，借助几何关系求得粒子在磁场 中运动的轨迹是从 A 到 C 的圆弧，作 AO 和 CO 的垂线，相交于 O点，O点即为粒子 做圆周运动的圆心位置因为AOC AOC60，所以 t T1216 设运动半径为 R，由几何知识得Rrcot 30r，又 3mqBRv0所以 T2mqB2 3rv0所以 t T.162 3r6v03r3v0 【附加探究】(10 分)如图所示，厚度为 h、宽度为 d 的
11、导体板放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场 中当电流通过导体板时，在导体板的上侧面 A 和下侧面 A之间会产生电势差，这种现 象称为霍尔效应实验表明，当磁场不太强时，电势差 U、电流 I 和磁感应强度 B 的关系为 U，式中的比例系数 k 称为霍尔系数kIBd 霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导 体板的另一侧则出现等量的正电荷，从而形成横向电场横向电场对电子施加一与洛伦兹 力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧面之间就会形成 稳定的电势差 设电流 I 是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为 v，电荷量为 e，则：
12、(1)达到稳定状态时，导体板上侧面 A 的电势_(填“高于” 、 “低于”或“等于” )下侧面 A的电势 (2)电子所受到的洛伦兹力的大小为_ (3)当导体板上下两侧之间的电势差为 U 时，电子所受到的静电力的大小为 _(4)由静电力和洛伦兹力平衡的条件，试证明霍尔系数 k，其中 n 代表导体板单位1ne体积中电子的个数答案：(1)低于 (2)evB (3) (4)见解析eUh 解析：(1)根据左手定则可判断出电子在洛伦兹力作用下向上侧面 A 偏转，下侧面呈现 正电荷，因此填“低于” (2)易得：F洛evB.(3)因 FqE，又 E ，可得：F静.UheUh(4)证明：由平衡条件有：evBeUh电流的微观表示为：Inevhd由上两式解得：U，可得：k.1neIBd1ne 反馈与评价 自学成就 互助成就 困难求助 错题归因
