《2017-2018学年物理人教版选修3-1同步练习教师用卷： 3.5运动电荷在磁场中受到的力同步练习-教师用卷 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年物理人教版选修3-1同步练习教师用卷： 3.5运动电荷在磁场中受到的力同步练习-教师用卷 （11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.5 运动电荷在磁场中受到的力同步练习运动电荷在磁场中受到的力同步练习 一、单选题 1.如图所示，一带负电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦 兹力方向 () A. 向下B. 向上C. 指向 S 极D. 指向 N 极 【答案】A 【解析】解：由图可知，磁场方向从 N 极指向 S 极，根据左手定则可知，让四指指向 与正电荷运动方向相同，让磁感线穿过手心，根据大拇指的指向即可判断出洛伦兹力 的方向，由此可知负电的离子束所受的洛伦兹力的方向向下，故 A 正确，BCD 错误。 故选：A。 2.在图中，标出了磁场 B 的方向、带电粒子的电性及运动方向，电荷所受洛仑兹力 F 的方向，其中正确
2、的是 () A. B. C. D. 【答案】B 【解析】解：A、磁场向里，电子向右运动，所以电流方向向左，根据左手定则可得， 洛伦兹力的方向下，所以 A 错误； B、磁场向外，正电荷向右运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向向下，所以 B 正确； C、磁场向左，正电荷向右运动，运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力的作用，所 以 C 错误； D、磁场向上，正电荷向左运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向内，所以 D 错 误； 故选：B 3.如图，MN 是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子 不计重力 在匀强磁场中运动 () 并穿过金属板 粒子速率变小 ，虚线表示其运动轨迹，由图知 ()() A.
3、粒子带正电 B. 粒子运动方向是 abcde C. 粒子运动方向是 edcba D. 粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 【答案】C 【解析】解：A、带电粒子 不计重力 在匀强磁场中运动并穿过金属板后粒子速率变小， () 根据带电粒子在磁场中运动的半径公式：，粒子的半径将减小，故粒子应是由下 = 方穿过金属板，故粒子运动方向为 edcba，根据左手定则可得，粒子应带负电，故 A 错误； BC、带电粒子穿过金属板后速度减小，由轨迹半径应减小，故可知粒子运动方 = 向是 edcba，故 B 错误，C 正确； D、由可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故所对的圆心角 = 2 相同，故
4、粒子的运动时间均为 ，故 D 错误； 2 故选：C 4.在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的 轴 O 在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场的 方向竖直向下，其俯视图如图，若小球运动到 A 点时，绳子突 然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法不可 能的是 () A. 小球做逆时针匀速圆周运动，半径不变 B. 小球做逆时针匀速圆周运动，半径减小 C. 小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变 D. 小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小 【答案】B 【解析】解：A、若小球带正电，则小球所受的洛伦兹力指向圆心，开始时，拉力可能 为零，绳断后，仍然洛伦兹力提供向心力，逆
5、时针做圆周运动，半径不变 若开始靠洛伦兹力和拉力的合力提供向心力，拉力减小为零，小球靠洛伦兹力提供向 心力，速度的大小不变，半径变大，故 B 错误，A 正确 C、如果小球带负电，则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心，当洛伦兹力的大小等于小 球原来所受合力大小时，绳子断后，小球做顺时针的匀速圆周运动，半径不变，也可 能洛伦兹力大于之前合力的大小，则半径减小 故 C、D 正确 . 本题选不可能的，故选：B 5.如图所示，边长为的 L 的正方形区域 abcd 中存在匀强磁场， 磁场方向垂直纸面向里 一带电粒子从 ad 边的中点 M 点以一定 . 速度垂直于 ad 边射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从
6、 ab 边中点 N 点射出磁场 忽略粒子受到的重力，下列说法中正 . 确的是 () A. 该粒子带负电 B. 洛伦兹力对粒子做正功 C. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为 4 D. 如果仅使该粒子射入磁场的速度增大，粒子做圆周运动的半径也将变大 【答案】D 【解析】解：A、粒子垂直射入匀强磁场中，做匀速圆周运动，进入磁场时，速度向右， 磁场向内，洛伦兹力向上，故粒子带正电，故 A 错误； B、根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，一定不做功，故 B 错误； C、洛伦兹力提供向心力，指向圆心； 粒子从 ad 边的中点 M 点以一定速度垂直于 ad 边射入磁场，圆心在射线 Ma 上； 正好从 ab 边中
7、点 N 点射出磁场，故圆心在 MN 的连线的垂直平分线撒谎能够； 故圆心在 a 点，故半径为 ，故 C 错误； 2 D、根据牛顿第二定律，有：，解得：；速度越大，轨道半径越大， = 2 = 故 D 正确 故选：D 6.如图所示，通电竖直长直导线的电流方向向上，初速度为的电子平 0 行于直导线竖直向上射出，不考虑电子的重力，则电子将 () A. 向右偏转，速率不变B. 向左偏转，速率改变 C. 向左偏转，速率不变D. 向右偏转，速率改变 【答案】A 【解析】解：由安培定则可知导体右侧磁场方向垂直纸面向里，然后根据左手定则可 知运动电子所受洛伦兹力向右，因此电子将向右偏转，洛伦兹力不做功，故其速率
8、不 变，故 BCD 错误，A 正确 故选：A 7.两个带电粒子由静止经同一电场加速后垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒 子质量之比为 1： 电量之比为 1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为 2.() A. 2：1B. 1：lC. 1：2D. 1：4 【答案】C 【解析】解：两个带电粒子由静止经同一电场加速后，根据动能定理： 1 2 2 = 所以： = 2 由于两粒子质量之比为 1： 电量之比为 1：2，所以两种粒子进入磁场的速度是相等 2. 的 根据洛伦兹力大小，结合题意可得，洛伦兹力大小与电量成正比，即 = 1：2，故 C 正确，ABD 错误； 故选：C 二、多选题 8.如图所示，质量为
9、m、带电荷量为 q 的小滑块放置在倾角为 、足够 长的固定光滑绝缘斜面上，斜面置于磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 磁场方向垂直纸面向里。现让小滑块在斜面上由静止释放，一段时间 后小滑块离开斜面。重力加速度大小为下列判断正确的是 .() A. 小滑块带正电 B. 小滑块在斜面上滑行的过程中机械能守恒 C. 小滑块要离开斜面时的加速度大小为 g D. 小滑块离开斜面时的速度大小为 【答案】BD 【解析】解：A、由题意可知：小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可 得：小滑块带负电，故 A 错误； B、滑块下滑过程中，支持力与速度垂直，且洛伦兹力与速度也垂直，因此两个力不做 功，因光滑，没
10、有摩擦力，因此只有重力做功，小滑块的机械能守恒，故 B 正确； C、滑块要离开斜面时，重力垂直斜面的分力与洛伦兹力平衡，则重力另一分力产生加 速度，那么其加速度大小为，故 C 错误。 D、由题意：当滑块离开斜面时，洛伦兹力：，则，故 D 正确； = = 故选：BD。 9.如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电 的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上， 地板上方有水平方向的匀强磁场 现用水平恒力拉乙物块， . 使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速 运动阶段 () A. 乙物块与地之间的摩擦力不断增大 B. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 C. 甲、乙两物块间的摩擦
11、力不断减小 D. 甲、乙两物块间的摩擦力大小不变 【答案】AC 【解析】解：A、以甲乙整体为研究对象，分析受力如图，则有 ，当甲乙一起加速运动时，洛伦兹力增大， = 洛+ (甲+ 乙)洛 N 增大，则地面对乙的滑动摩擦力 f 增大 故 A 正确 . BCD、由于 f 增大，F 一定，根据牛顿第二定律得，加速度 a 减小， 对甲研究得到，乙对甲的摩擦力，则得到减小，甲、 甲= 甲甲 乙两物块间的静摩擦力不断减小 故 BD 错误，C 正确 . 故选：AC 10. 两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力的作用而做匀速圆周运动， 则下列判断正确的是 () A. 若速率相等，则半径必相等B. 若
12、质量相等，则周期必相等 C. 若动能相等，则半径必相等D. 若比荷相等，则周期必相等 【答案】BD 【解析】解：由洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律得： ，得： = 2 = 周期 = 2 = 2 A、两个粒子带电量相等，B 相同，由知，速率 v 相等，半径不一定相等，还粒子的 质量有关，故 A 错误。 B、两个粒子带电量相等，B 相同，由知，若质量相等，则周期必相等，故 B 正确。 C、两个粒子带电量相等，B 相同，由得：，若动能相等，则半径不一定相 = 2 等，还粒子的质量有关，故 C 错误。 D、若比荷 相等，B 相同，则周期必相等，故 D 正确。 故选：BD。 11. 如图所示为某磁谱
13、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， . 下列说法正确的是 () A. 电子与正电子的偏转方向一定不同 B. 电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C. 仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D. 粒子的动能越大，它在磁场中的运动轨迹的半径越小 【答案】AC 【解析】解：A、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，偏转的方向相反，故 A 正确； B、根据带电粒子的半径公式：，电子与正电子在磁场中运动
14、轨迹的半径是否相 = 同，与它们的速度有关，故 B 错误； C、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，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； D、根据带电粒子的半径公式：，粒子的半径与粒子的动量成正比，而不是与粒 = 子的动能成正比；粒子的动量越大，它在磁场中的运动轨迹的半径越大 故 D 错误 . 故选：AC 12.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向 里的水平匀强磁场 在该区域中，有一个竖直放置光滑 . 绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球点为圆环的圆 . 心，a、b、c、d 为圆环上的四个点
15、，a 点为最高点，c 点为最低点，bd 沿水平方向 已知小球所受电场力与重 . 力大小相等 现将小球从环的顶端 a 点由静止释放 下列 判断正确的是 A. 小球不能越过与 O 等高的 d 点并继续沿环向上运动 B. 当小球运动到 c 点时，洛仑兹力最大 C. 小球从 a 点到 b 点，重力势能减小，电势能增大 D. 小球从 b 点运动到 c 点，电势能增大，动能先增大后减小 【答案】AD 【解析】【分析】 电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方，由于合力为恒力，故类似与新 45 的重力，所以 ad 弧的中点相当于平时竖直平面圆环的“最高点”；关于圆心对称的位 置 即 bc 弧的中点 就是“最低点”，速度最大；再根据竖直平面内圆周运动的相关知 () 识解题即可。 本题主要考查了带电粒子在电场和磁场中的综合规律的应用，有一定难度。 【解答】 A.由于 a、d 两端关于等效最高点对称，若从 a 点静止释放，最高运动到 d 点，故 A 正 确； B.由于 bc 弧的中点相当于“最低点”，速度最大
