2019-2020學(xué)年高中物理 第6章 磁場(chǎng)對(duì)電流和運(yùn)動(dòng)電荷的作用 第2節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用課時(shí)作業(yè)（含解析）魯科版選修3-1

第2節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、選擇題1在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向判斷不正確的是()解析：根據(jù)左手定則可知A、B正確，C項(xiàng)帶電粒子速度方向與磁場(chǎng)方向平行，帶電粒子不受洛倫茲力作用，故C錯(cuò)誤，D中帶電粒子帶負(fù)電，應(yīng)用左手定則時(shí)應(yīng)讓四指指向v的反方向，D正確答案：C2某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若僅撤除電場(chǎng)，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列因素與完成上述兩類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的是()A磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向B磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱C粒子的電性和電量D粒子入射時(shí)的速度解析：不計(jì)重力的帶電粒子，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則一定滿足關(guān)系EqqvB；若撤去電場(chǎng)后，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，僅需滿足洛倫茲力充當(dāng)向心力，即qvBm，綜合可知，粒子的電性和電量與能否完成題述兩類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，C對(duì)答案：C3以下說(shuō)法正確的是()A電荷處于磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力B運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力C洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功D洛倫茲力可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小解析：只有運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)不平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷才會(huì)受到洛倫茲力的作用，且洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永不做功，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確答案：C4. 如圖所示是電視機(jī)中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖，它由繞在磁環(huán)上的兩個(gè)相同的線圈串聯(lián)而成，線圈中通有如圖所示方向的電流當(dāng)電子束從紙里經(jīng)磁環(huán)中心向紙外射來(lái)時(shí)(圖中用符號(hào)“”表示電子束)，它將()A向右偏轉(zhuǎn) B向左偏轉(zhuǎn)C向下偏轉(zhuǎn) D向上偏轉(zhuǎn)解析：根據(jù)右手螺旋定則判斷上下兩個(gè)線圈的N極均在右邊，S極均在左邊則磁環(huán)中間處的磁場(chǎng)方向是水平向左的根據(jù)左手定則判定，由里向外射出的電子流受到的洛倫磁力向上，電子束會(huì)向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D對(duì)答案：D5(多選)如圖所示，一陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下彎曲，則()A導(dǎo)線中的電流從A到BB導(dǎo)線中的電流從B到AC若要使電子束的徑跡向上彎曲，可以改變AB中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)D電子束的徑跡與AB中的電流方向無(wú)關(guān)解析：電子在通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，無(wú)論直導(dǎo)線中的電流方向如何，電子的運(yùn)動(dòng)速度都是和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直根據(jù)左手定則，由于是負(fù)電荷，四指應(yīng)指向左方，根據(jù)電子的偏轉(zhuǎn)方向可以確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶锔鶕?jù)安培定則，導(dǎo)線中的電流方向?yàn)锽到A.如果導(dǎo)線中的電流方向相反，則其產(chǎn)生磁場(chǎng)方向也相反，會(huì)影響到電子的偏轉(zhuǎn)方向，所以本題的正確選項(xiàng)是B、C.答案：BC6. 顯像管的原理示意圖如圖所示，當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，如果要使電子束打在熒光屏上的位置由P點(diǎn)逐漸移動(dòng)到Q點(diǎn)，下列磁場(chǎng)能夠使電子束發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()解析：P到O過(guò)程中洛倫茲力向上，O到Q過(guò)程中洛倫茲力向下，根據(jù)左手定則知，能夠使電子束發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)是A.答案：A7如圖所示，在空間中存在著沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的微粒從圖中a處由靜止釋放，它運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖中曲線所示，其中b點(diǎn)為軌跡的最低點(diǎn)，c點(diǎn)與a點(diǎn)在同一水平面內(nèi)，此后將重復(fù)這一階段的運(yùn)動(dòng)，下面關(guān)于最低點(diǎn)b的說(shuō)法中不正確的是()A微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度方向?yàn)樗椒较駼微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)受到的磁場(chǎng)力與重力大小相等而方向相反C微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)速度大于mg/(Bq)D微粒經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能與動(dòng)能之和等于在a點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能解析：在b點(diǎn)受洛倫茲力和重力，由于合力總是指向軌跡凹向，所以qvB>mg，則v>，在b點(diǎn)速度方向水平向右，由于洛倫茲力不做功，故EkEp守恒，故A、C、D正確，B不正確答案：B8如圖所示，甲是一個(gè)帶正電的小物塊，乙是一個(gè)不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜止于粗糙的水平地板上，地板上方空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)用水平恒力F拉乙物塊，使甲、乙無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地一起水平向左加速運(yùn)動(dòng)在加速運(yùn)動(dòng)階段()A乙物塊與地板之間的摩擦力不斷減小B甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大C甲、乙兩物塊間的摩擦力大小不變D甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷減小解析：甲、乙無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地一起水平向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲所受洛倫茲力逐漸增大，所以乙對(duì)地面的壓力逐漸增大，由fN知，乙物塊與地板之間的摩擦力不斷增大，所以A錯(cuò)誤；由Ff(m甲m乙)a，可知a逐漸減小，又由f甲乙m甲a可知f甲乙逐漸減小，B、C錯(cuò)誤，D正確答案：D二、非選擇題9有一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，為了使小球飄離平面，勻強(qiáng)磁場(chǎng)在紙面內(nèi)移動(dòng)的最小速度應(yīng)為多少？方向如何？解析：磁場(chǎng)移動(dòng)，小球不動(dòng)時(shí)效果上相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，小球向相反方向移動(dòng)要使移動(dòng)速度最小，即產(chǎn)生的洛倫茲力最小，此力方向應(yīng)為豎直向上，大小恰與小球重力相等故根據(jù)左手定則和平衡條件即可求解設(shè)磁場(chǎng)移動(dòng)的最小速度為v，則此時(shí)一定滿足帶電粒子所受洛倫茲力剛好克服重力，即大小與重力相等，方向向上根據(jù)左手定則判斷帶電粒子應(yīng)該向右運(yùn)動(dòng)，即勻強(qiáng)磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng)并且qvBmg，解得：vmg/qB所以勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向左移動(dòng)，速度大小為vmg/qB.答案：mg/qB向左10如圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為d、高為h，上下兩面是絕緣板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開(kāi)關(guān)S和定值電阻R相連整個(gè)管道置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中管道內(nèi)始終充滿電阻率為的導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)，且開(kāi)關(guān)閉合前后，液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率v0沿x軸正向流動(dòng)，液體所受的摩擦阻力不變(1)求開(kāi)關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢(shì)差大小U0；(2)求開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差的變化p；(3)調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其他量和矩形管道的橫截面積Sdh不變，求電阻R可獲得的最大功率Pm及相應(yīng)的寬高比的值解析：(1)設(shè)帶電離子所帶的電荷量為q，當(dāng)其所受的洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡時(shí)，U0保持恒定，有qv0Bq得U0Bdv0.(2)設(shè)開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差分別為p1、p2，液體所受的摩擦阻力均為f，開(kāi)關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到的安培力為F安，有p1hdf，p2hdfF安，F(xiàn)安BId根據(jù)歐姆定律，有I兩導(dǎo)體板間液體的電阻r聯(lián)立以上各式解得p.(3)電阻R獲得的功率為PI2R，則PR當(dāng)時(shí)，電阻R獲得的最大功率Pm.答案：(1)Bdv0(2)(3)- 6 -