運動電荷在磁場中受到的力檢測試題

1、運動電荷在磁場中受到的力檢測試題小編寄語：下面小編為大家提供運動電荷在磁場中受到的力檢測試題，希望對大家學習有幫助。運動電荷在磁場中受到的力檢測試題1.(2009 年高考廣東理基卷) 帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用 . 下列表述正確的是()A. 洛倫茲力對帶電粒子做功B. 洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C. 洛倫茲力的大小與速度無關(guān)D. 洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向解析： 選 B. 洛倫茲力的方向總跟速度方向垂直， 所以洛倫茲力永不做功，不會改變粒子的動能，因此B 正確 .2. 來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進入地球周圍的空間

2、時，將()A. 豎直向下沿直線射向地面B. 相對于預定地點，稍向東偏轉(zhuǎn)C. 相對于預定地點，稍向西偏轉(zhuǎn)D. 相對于預定地點，稍向北偏轉(zhuǎn)解析： 選 B. 本題考查判斷洛倫茲力的方向， 質(zhì)子是氫原子核，帶正電，地球表面地磁場方向由南向北 . 根據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向東， 故正確答案為 B.3.圖 3-5-16圖 3-5-16 為一濾速器裝置的示意圖 .a 、 b 為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔 O進入 a、 b 兩板之間 . 為了選取具有某種特定速率的電子，可在 a、 b 間加上電壓， 并沿垂直于紙面的方向加一勻強磁場，使

3、所選電子仍能夠沿水平直線OO運動，由O射由，不計重力作用 . 可能達到上述目的的辦法是 ()A. 使a板電勢高于b 板，磁場方向垂直紙面向里B. 使a板電勢低于b 板，磁場方向垂直紙面向里C. 使a板電勢高于b 板，磁場方向垂直紙面向外D. 使a板電勢低于b 板，磁場方向垂直紙面向外解析：選AD.要使電子沿直線OO®動，則電子在豎直方向所受電場力和洛倫茲力平衡，若 a 板電勢高于 b 板，則電子所受電場力方向豎直向上，其所受洛倫茲力方向必向下，由左手定則可判定磁場方向垂直紙面向里，故A 選項正確 . 同理可判斷D選項正確.4.圖 3-5-17從地面上方A點處自由落下一帶電荷量為+q、

4、質(zhì)量為m的粒子，地面附近有如圖 3-5-17 所示的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，這時粒子的落地速度大小為 v1 ， 若電場不變， 只將磁場的方向改為垂直紙面向外，粒子落地的速度大小為v2 ，則()A.v1v2 B.v1C.v1=v2 D. 無法判定解析：選 A. 帶電粒子落下后，受重力、電場力、洛倫茲力的作用，洛倫茲力的方向跟運動方向垂直，不做功 . 重力做功都一樣，但電場力做功有區(qū)別 . 若磁場方向向里，粒子落下后沿電場力方向移動的距離大，電場力做功多，故v1v2. 故答案 A 正確 .5.圖 3-5-18一種測量血管中血流速度儀器的原理如圖 3-5-18 所

5、示，在動脈血管左右兩側(cè)加有勻強磁場，上下兩側(cè)安裝電極并連接電壓表， 設(shè)血管直徑是2.0 mm， 磁場的磁感應強度為0.08 T，電壓表測出的電壓為 0.10 mV ，則血流速度大小為多少?(取兩位有效數(shù)字 )解析：血液中的運動電荷在洛倫茲力作用下偏轉(zhuǎn)，在血管壁上聚集，在血管內(nèi)形成一個電場，其方向與磁場方向垂直，運動電荷受的電場力與洛倫茲力平衡時，達到了一種穩(wěn)定狀態(tài) .qUd=qvB ，所以 v=UdB=0.1010-3 V2.010-3 m0.08 T0.63 m/s.答案： 0.63 m/s一、選擇題1.(2019 年佛山高二檢測 ) 下列說法中正確的是()A. 電荷在磁場中一定受到洛倫茲力

6、B. 運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力C. 某運動電荷在某處未受到洛倫茲力，該處的磁感應強度一定為零D. 洛倫茲力可以改變運動電荷的運動方向答案： D2. 一個長螺線管中通有交變電流，把一個帶電粒子沿管軸線射入管中，不計重力，粒子將在管中 ()A. 做圓周運動B. 沿軸線來回運動C. 做勻加速直線運動D. 做勻速直線運動答案： D3.(2019 年東臺高二檢測 )如圖 3-5-19 所示，用絲線圖 3-5-19吊一個質(zhì)量為 m的帶電(絕緣)小球處于勻強磁場中，空氣阻 力不計，當小球分別從A點和B點向最低點O運動且兩次經(jīng)過O點時()A. 小球的動能相同B. 絲線所受的拉力相同C. 小球所受的洛倫

7、茲力相同D. 小球的向心加速度相同解析：選AD.帶電小球受到洛倫茲力和繩的拉力與速度方向時刻垂直，對小球不做功，只改變速度方向，不改變速度大小，只有重力做功，故兩次經(jīng)過O 點時速度大小不變，動能相同，A正確；小球分別從A點和B點向最低點O運動且兩次 經(jīng)過O點時速度方向相反，由左手定則可知兩次過O點洛倫茲力方向相反，繩的拉力大小也就不同，故B、C錯；由a=v2R可知向心加速度相同，D正確.4.圖 3-5-20長方體金屬塊放在勻強磁場中，有電流通過金屬塊，如圖3-5-20 所示，則下面說法正確的是 ()A. 金屬塊上下表面電勢相等B. 金屬塊上表面電勢高于下表面電勢C. 金屬塊上表面電勢低于下表面

8、電勢D. 無法比較兩表面的電勢高低解析：選 C. 由左手定則知自由電子所受洛倫茲力方向向上，即自由電子向上偏，所以上表面電勢比下表面低.5.圖 3-5-21(2019 年長春高二檢測 ) 在方向如圖 3-5-21 所示的勻強電場(場強為E)和勻強磁場(磁感應強度為B)共存的場區(qū)中，一電子沿垂直電場線和磁感線的方向以速度v0 射入場區(qū)，設(shè)電子射出場區(qū)時的速度為 v ，則 ()A.若V0E/B,電子沿軌跡I運動，射由場區(qū)時，速度 vv0B.若V0E/B,電子沿軌跡n運動，射由場區(qū)時，速度 vC. 若 v0v0D. 若 v0解析：選BC.不計電子的重力，電子受到向上的電場力qE和向下的洛倫茲力 qv

9、0B,當v0EB,即qvOBqE時，電子將向下 偏，軌跡為n,電場力做負功，洛倫茲力不做功，射由場區(qū) 時，速度vv0 ，當v0=EB 時，電子將沿直線水平向右飛出.故答案為B、 C.6.圖 3-5-22如圖 3-5-22 所示，一個帶正電荷的小球沿水平光滑絕緣的桌面向右運動， 飛離桌子邊緣A， 最后落到地板上. 設(shè)有磁場時飛行時間為 t1 ， 水平射程為 x1 ， 著地速度大小為 v1; 若撤去磁場，其余條件不變時，小球飛行時間為 t2 ，水平射程為x2 ，著地速度大小為v2. 則下列結(jié)論不正確的是() xA.x1x2 B.t1t2C.v1v2 D.v1 和 v2 相同答案： CD7.圖 3-

10、5-23如圖 3-5-23 所示，某空間勻強電場豎直向下，勻強磁場垂直紙面向里，一金屬棒AB從高h處自由下落，則（）A.A 端先著地8. B 端先著地C. 兩端同時著地D. 以上說法均不正確解析： 選 B.AB 棒中自由電子隨棒一起下落， 有向下的速度，并受到向左的洛倫茲力，故自由電子往左端集中，因此A 端帶負電，B端帶正電.A端受到向上靜電力，B端受到向下靜電力， B 端先著地 .8.圖 3-5-24（2019 年鄭州高二檢測 ） 如圖 3-5-24 所示， a 為帶正電的小物塊， b 是一不帶電的絕緣物體， a、 b 疊放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直紙面向里的勻強磁場，現(xiàn)用水平恒力F

11、拉b物塊，使a、b一起無相對滑動地向左加速運動，在加速運動階段（）A.a、b 一起運動的加速度減小B.a、b 一起運動的加速度增大C.a、 b 物塊間的摩擦力減小D.a、 b 物塊間的摩擦力增大解析：選 AC.(1) 以 a 為研究對象，分析 a 的受力情況a 向左加速，受洛倫茲力方向向下，對b 的壓力增大(2) 以 a、 b 整體為研究對象，分析整體受的合外力b 對地面壓力增大， b 受的摩擦力增大，整體合外力減小，加速度減小 ;(3) 再分析a、 b 對 a 的摩擦力是a 的合外力a 的加速度減小， a 的合外力減小， a、 b 間的摩擦力減小 .9.圖 3-5-25如圖 3-5-25 所

12、示，一個帶負電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙的絕緣桿上，整個裝置處于方向如圖所示的勻強磁場 B中 . 現(xiàn)給滑環(huán)施以一個水平向右的瞬時速度，使其由靜止開始運動，則滑環(huán)在桿上的運動情況可能是()A. 始終做勻速運動B. 開始做減速運動，最后靜止于桿上C. 先做加速運動，最后做勻速運動D. 先做減速運動，最后做勻速運動解析：選ABD.帶電滑環(huán)向右運動所受洛倫茲力方向向上，其大小與滑環(huán)初速度大小有關(guān). 由于滑環(huán)初速度的大小未具體給定，因而洛倫茲力與滑環(huán)重力可出現(xiàn)三種不同的關(guān)系：(1) 當洛倫茲力等于重力時，則滑環(huán)做勻速運動 ;(2) 當洛倫茲力小于重力時，滑環(huán)將做減速運動，最后停在桿上 ;(3) 當洛倫

13、茲力開始時大于重力時，滑環(huán)所受的洛倫茲力隨速度減小而減小，滑環(huán)與桿之間擠壓力將逐漸減小，因而滑環(huán)所受的摩擦力減小，當擠壓力為零時，摩擦力為零，滑環(huán)做勻速運動 .二、計算題10. 如圖 3-5-26 所圖 3-5-26示為一速度選擇器， 也稱為濾速器的原理圖 .K 為電子槍， 由槍中沿KA 方向射出的電子，速率大小不一. 當電子通過方向互相垂直的均勻電場和磁場后，只有一定速率的電子能沿直線前進， 并通過小孔 S. 設(shè)產(chǎn)生勻強電場的平行板間的電壓為300 V,間距為5 cm,垂直紙面的勻強磁場的磁感應強度為0.06 T ，問：(1) 磁場的方向應該垂直紙面向里還是向外 ?(2) 速度為多大的電子才

14、能通過小孔 S?解析： (1) 由題圖可知， 平行板產(chǎn)生的電場強度E 方向向下，使帶負電的電子受到的電場力FE=eE方向向上.若沒有磁場，電子束將向上偏轉(zhuǎn). 為了使電子能夠穿過小孔 S， 所加的磁場施于電子束的洛倫茲力必須是向下的 . 根據(jù)左手定則分析得出， B 的方向垂直于紙面向里.(2)電子受到的洛倫茲力為FB=evB,它的大小與電子速率v有關(guān) . 只有那些速率的大小剛好使得洛倫茲力與電場力相平衡的電子，才可沿直線KA通過小孔S.據(jù)題意，能夠通過小孔的電子，其速率滿足下式：evB=eE,解彳等:v=EB.又因為E=Ud,所以v=UBd, 將 U=300 V， B=0.06 T ， d=0.

15、05 m 代入上式，得 v=105 m/s即只有速率為 105 m/s 的電子可以通過小孔 S. 答案： (1) 向里 (2)105 m/s 11.圖 3-5-27(探究創(chuàng)新)如圖3-5-27所示，AB為一段光滑絕緣水平軌道，BC防一段光滑的圓弧軌道，半徑為R,今有一質(zhì)量為mi帶電量為+q的絕緣小球，以速度 v0從A點向B點運動，后又 沿弧BC做圓周運動，到 C點后由于v0較小，故難運動到最 高點 . 如果當其運動至C 點時，忽然在軌道區(qū)域加一勻強電場和勻強磁場，使其能運動到最高點，此時軌道彈力為零， 且貼著軌道做勻速圓周運動，求：(1) 勻強電場的方向和強度;(2) 磁場的方向和磁感應強度.

16、 小球到達軌道的末端點 D后，將做什么運動？ 解析：小球到達 C點的速度為vC,由動能定理得：-mgR=12mvC2-12mv02 所以 vC=v02-2gR.在 C點同時加上勻 強電場 E 和勻強磁場 B 后，要求小球做勻速圓周運動，對軌 道的壓力為零，必然是淪洛茲力提供向心力，且有qE=mg故勻強電場的方向應為豎直向上，大小 E=mgq.由牛頓第二定律得：qvcB=mvC2R所以B=mvCqR=mv02-2gR, B的方向應垂直于紙面向外.小球離開D點后，由 于電場力仍與重力平衡，故小球仍然會在豎直平面內(nèi)做勻速 圓周運動，再次回到 BCDB道時，仍與軌道沒有壓力，連續(xù) 做勻速圓周運動 .答案：見解析12. 如圖 3-5-28 所 圖 3-5-28示，套在很長的絕緣直棒上的帶正電的小球，其質(zhì)量為 m， 帶電荷量為+q,小球可在棒上滑動，現(xiàn)將此棒豎直放在互相 垂直的勻強電場和勻強磁場中，電場強度為E,磁感應強度為B,小球與棒的動摩擦因數(shù)為，求小球由靜止沿棒下滑的 最大加速度和最大速度（ 設(shè)小球電荷量不變）