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1、【金版教程】2016年高中物理 3.5运动电荷在磁场中受到的力课时精炼 新人教版选修3-11. 2014福州期末在以下关于电荷、通电导线在电场或磁场中受力的说法中,正确的是()A. 把通电导线放在磁场中,通电导线一定会受到磁场力的作用B. 把电荷放在电场中,电荷一定受到静电力的作用C. 把电荷放在磁场中,电荷一定受到磁场力的作用D. 电荷在磁场中运动,电荷一定受到磁场力的作用答案:B解析:通电导线中电流方向与磁场方向平行时,导线不受磁场力作用,但电荷在电场中,一定会受静电力作用,选项A错误,B正确;静止的电荷在磁场中不受磁场力作用,运动电荷速度方向与磁场方向平行时,也不受磁场力作用,选项C、D
2、错误。2. 2014桂林高二检测(多选)如图为一“滤速器”装置的示意图。a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO运动,由O射出,不计重力作用。可能达到上述目的的办法是()A. 使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里B. 使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里C. 使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外D. 使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外答案:AD解析:要使电子沿直线OO运动,则电子在竖直方向所受电场力和洛伦兹
3、力平衡,若a板电势高于b板,则电子所受电场力方向竖直向上,其所受洛伦兹力方向必向下,由左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里,故A选项正确。同理可判断D选项正确。3. 如图所示,一个带正电q的带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场B中,带电体的质量为m,为了使它对水平的绝缘面恰好没有正压力,则应该()A. 将磁感应强度B的值增大B. 使磁场以速率v向上运动C. 使磁场以速率v向右运动D. 使磁场以速率v向左运动答案:D解析:由于带电体对水平绝缘面恰好没有正压力,则物体受重力与洛伦兹力的作用,两者等大反向,再由左手定则判断可知此带电体必相对磁场向右运动,由平衡条件有Bqvmg,v,故正确答案为D。4.
4、2015台州高二检测初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向开始运动,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则()A. 电子将向右偏转,速率不变B. 电子将向左偏转,速率改变C. 电子将向左偏转,速率不变D. 电子将向右偏转,速率改变答案:A解析:电子处于直导线右侧向里的磁场中,则由左手定则可知电子向右偏、洛伦兹力始终与速度垂直,则A正确。5. 如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射入,为使粒子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,关于此电场场强大小和方向的说法中,正确的是()A. 大小为
5、B/v,粒子带正电时,方向向上B. 大小为B/v,粒子带负电时,方向向上C. 大小为Bv,方向向下,与粒子带何种电荷无关D. 大小为Bv,方向向上,与粒子带何种电荷无关答案:D解析:当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡时,粒子流匀速直线通过该区域,有qvBqE,所以EBv。假设粒子带正电,则受向下的洛伦兹力,电场方向应该向上。粒子带负电时,电场方向仍应向上。故正确答案为D。6. (多选)在方向如图所示的匀强电场(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
6、度vv0B. 若v0E/B,电子沿轨迹运动,射出场区时,速度vv0C. 若v0E/B,电子沿轨迹运动,射出场区时,速度vv0D. 若v0vN,同理,电场中的小球不能到达轨道的另一端。故A错,B、D对。整个过程的平均速度MN,所以时间tMtN,C错。8. 2015太原高二检测(多选)如图所示,用丝线吊着一个质量为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. 丝线所受的拉力相同C. 小球所受的洛伦兹力相同D. 小球的向心加速度相同答案:AD解析:两次通过O点,v方向不同,则F洛不同,C错误;且F洛不做功,则A、D
7、正确;B项小球所需向心力Fm相同,因两次F洛方向不同,所以拉力不同,故B不对。9. 2015杭州高二检测如图所示,在真空中匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速运动,c向左做匀速运动。比较它们的重力Ga、Gb、Gc的关系,正确的是()A. Ga最大 B. Gb最大C. Gc最大 D. Gc最小答案:C解析:因带电油滴a静止,故a不受洛伦兹力作用,只受重力和静电力作用;根据平衡条件可知油滴一定带负电,设油滴带电荷量为q,则GaqE 带电油滴b除受重力和竖直向上的静电力作用外,还受到竖直向下的洛伦兹力Fb,因做匀速运动,故根
8、据平衡条件可得GbqEFb带电油滴c除受重力和竖直向上的静电力作用外,还受到竖直向上的洛伦兹力Fc,因做匀速运动,故根据平衡条件可得GcqEFc 比较式可以看出GcGaGb,选项C正确。10. 2014淄博期末质量为m、带电量为q的小球,从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感应强度为B,如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是()A. 小球带负电B. 小球在斜面上运动时做匀加速直线运动C. 小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D. 在小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为答案:B
9、解析:小球在斜面上运动时受力如图所示,由左手定则可判定小球带正电,选项A错误;小球运动时受的合力为mgsin,故小球做匀加速直线运动,选项B正确,C错误;当小球对斜面压力为零时,mgcosBqv,则v,选项D错误。11. 2014贵阳高二检测如图所示为一速度选择器,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,速度大小不一。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:(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是垂直纸面向外?(2)速度
10、为多大的电子才能通过小孔S?答案:(1)磁场方向垂直纸面向里(2)1105 m/s解析:(1)由题图可知,平行板产生的电场强度E方向向下。带负电的电子受到的静电力FEeE,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)能够通过小孔的电子,其速率满足evBeE,解得:v。又因为E,所以v m/s1105 m/s。即只有速率为1105 m/s的电子才可以通过小孔S。12. 一个质量为m0.1 g的小滑块,带有q5104 C的电荷量,放置在倾角30的光滑斜面上(绝缘),斜面置于B0.5
11、 T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示。小滑块由静止开始沿斜面下滑,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时要离开斜面。求:(取g10 m/s2)(1)小滑块带何种电荷?(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?(3)该斜面的长度至少多长?答案:(1)带负电(2)3.46 m/s(3)1.2 m解析:(1)小滑块沿斜面下滑的过程中,受重力mg、斜面支持力N和洛伦兹力F。若要小滑块离开斜面,洛伦兹力F方向应垂直斜面向上,根据左手定则可知,小滑块应带有负电荷。(2)小滑块沿斜面下滑时,垂直斜面方向的加速度为零,有qvBNmgcos0,当N0时,小滑块开始脱离斜面,所以v m/s2 m/s3.46 m/s。(3)方法一:下滑过程中,只有重力做功,由动能定理有:mgssinmv2,斜面的长度至少应是s m1.2 m。方法二:下滑过程中,小滑块做初速度为零的匀加速直线运动,对小滑块:由牛顿第二定律得:mgsinma,由运动学公式得:v22as。解得s1.2 m。