高考物理二輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)14不做功的力-洛倫茲力（解析版）

重難點(diǎn)14不做功的力——洛倫茲力1．在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，α粒子（SKIPIF1<0）和質(zhì)子（SKIPIF1<0）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若它們的質(zhì)量和速度的乘積大小相等，則α粒子和質(zhì)子（）A．運(yùn)動(dòng)半徑之比是2∶1B．運(yùn)動(dòng)周期之比是2∶1C．運(yùn)動(dòng)速度大小之比是4∶1D．受到的洛倫茲力之比是2∶1【答案】B【詳解】C．兩個(gè)粒子的質(zhì)量和速度的乘積大小相等，質(zhì)量之比是4：1，可知運(yùn)動(dòng)速度大小之比是1：4，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；A．質(zhì)子H和α粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，均由洛侖茲力提供向心力，由牛頓第二定律得SKIPIF1<0得軌道半徑SKIPIF1<0根據(jù)α粒子（SKIPIF1<0）和質(zhì)子（SKIPIF1<0）的電荷量之比是2：1，則得RHe：RH=1:2故A錯(cuò)誤；B．粒子運(yùn)動(dòng)的周期SKIPIF1<0所以運(yùn)動(dòng)周期之比是SKIPIF1<0故B正確；D．根據(jù)粒子受到的洛倫茲力SKIPIF1<0得SKIPIF1<0故D錯(cuò)誤．故選B。2．關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力，下列說法正確的是SKIPIF1<0SKIPIF1<0A．洛倫茲力的方向可以不垂直于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向B．洛倫茲力力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C．洛倫茲力的大小與帶電粒子的速度方向和磁場(chǎng)方向的夾角無關(guān)D．僅將帶電粒子的速度減半，洛倫茲力的大小變?yōu)樵瓉淼膬杀丁敬鸢浮緽【分析】當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向不平行，帶電粒子受到洛倫茲力作用，根據(jù)左手定則可以得出洛倫茲力的方向．洛倫茲力的大小與帶電粒子的速度方向和磁場(chǎng)方向的夾角都有關(guān)系【詳解】A、洛倫茲力方向既垂直于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，又垂直于磁場(chǎng)的方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；C、洛倫茲力的大小與帶電粒子的速度方向和磁場(chǎng)方向的夾角都有關(guān)系，將帶電粒子的速度減半，洛倫茲力的大小也減半，故C、D錯(cuò)誤．故選B．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道洛倫茲力方向與速度方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系，以及會(huì)運(yùn)用左手定則進(jìn)行判斷．，能根據(jù)SKIPIF1<0判斷出大小3．如圖所示，帶負(fù)電的小球用絕緣絲線懸掛于O點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，當(dāng)小球每次通過最低點(diǎn)A時(shí)（）A．?dāng)[球受到的磁場(chǎng)力相同B．?dāng)[球的動(dòng)能相同C．?dāng)[球受到的絲線的張力相同D．向右擺動(dòng)通過A點(diǎn)時(shí)懸線的拉力等于向左擺動(dòng)通過A點(diǎn)時(shí)懸線的拉力【答案】B【詳解】A．由于小球的運(yùn)動(dòng)方向不同，則根據(jù)左手定則可知，洛倫茲力的方向不同，則受到的磁場(chǎng)力不同，故A錯(cuò)誤；B．由題意可知，拉力與洛倫茲力對(duì)小球不做功，僅僅重力做功，則小球機(jī)械能守恒，所以小球分別向左和向右兩次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同，故B正確；CD．由于兩次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相同即速度大小相等，由于速度方向不同，導(dǎo)致產(chǎn)生的洛倫茲力的方向也不同，則拉力的大小也不同，向左擺動(dòng)通過A點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力的方向向上，充當(dāng)一部分向心力，故繩子拉力較小，即向右擺動(dòng)通過A點(diǎn)時(shí)懸線的拉力大于向左擺動(dòng)通過A點(diǎn)時(shí)懸線的拉力，故CD錯(cuò)誤。故選B。4．如圖所示是電子射線管示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向上（z軸正方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（）A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向【答案】C【詳解】A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向，由左手定則可知，電子向-y方向偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；B．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向，則電子向-y方向偏轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤；C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向，則電子向z軸正方向偏轉(zhuǎn)，C正確；D．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向，由左手定則可知，電子向-z方向偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖所示，磁場(chǎng)中固定一個(gè)電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，一個(gè)電荷量為q，質(zhì)量為m的帶電粒子（重力不計(jì)）以正點(diǎn)電荷為圓心，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得以不同的繞行方向繞正電荷做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期之比為2：1，已知靜電力常量為k，下列說法中正確的是（）A．粒子可能帶正電，以不同的繞行方向做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受洛倫茲力大小相等B．粒子一定帶負(fù)電，且沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的線速度是沿順時(shí)針方向時(shí)的SKIPIF1<0C．粒子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，向心加速度大小為SKIPIF1<0D．粒子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，向心加速度大小為SKIPIF1<0【答案】B【詳解】A．若粒子帶正電，則受到的電場(chǎng)力一定向外，則當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，合力向外，粒子不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B．根據(jù)A的分析可知，粒子一定帶負(fù)電；根據(jù)SKIPIF1<0可知，線速度之比為1：2；由于逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向心力較小，故線速度較小，因此沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的線速度是沿順時(shí)針方向時(shí)的SKIPIF1<0；故B正確；

CD．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力向里，則有F庫+Bqv1=ma1而逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力向外F庫-Bqv2=ma2由于v1=2v2則a1=4a2且SKIPIF1<0則有聯(lián)立解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；

故選B。6．按照玻爾原子理論，原子中的電子在庫侖力的作用下在特定的分立軌道上繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。若電子以角速度SKIPIF1<0在紙面內(nèi)繞核沿順時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)施加一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。施加磁場(chǎng)后，假設(shè)電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑R保持不變，角速度變?yōu)镾KIPIF1<0，不計(jì)重力。下列判斷正確的是（）A．洛倫茲力的方向背離圓心，SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0 B．洛倫茲力的方向背離圓心，SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0C．洛倫茲力的方向指向圓心，SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0 D．洛倫茲力的方向指向圓心，SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0【答案】A【詳解】由左手定則可知，電子所受的洛倫茲力的方向背離圓心，未加磁場(chǎng)時(shí)有SKIPIF1<0加磁場(chǎng)后有SKIPIF1<0則SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。7．如圖所示，為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，在D形盒邊上的縫隙間放置一對(duì)中心開有小孔a、b的平行金屬板M、N。每當(dāng)帶正電的粒子從a孔進(jìn)入時(shí)，就立即在兩板間加上恒定電壓，經(jīng)加速后從b孔射出，再立即撤去電壓。而后進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。縫隙間無磁場(chǎng)，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說法正確的是（）A．D形盒中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B．粒子運(yùn)動(dòng)的周期不斷變大C．粒子每運(yùn)動(dòng)一周直徑的增加量越來越小D．增大板間電壓，粒子最終獲得的最大動(dòng)能變大【答案】C【詳解】A.根據(jù)左手定則，D形盒中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)洛倫茲力提供向心力得SKIPIF1<0粒子運(yùn)動(dòng)的周期SKIPIF1<0粒子運(yùn)動(dòng)的周期不變，故B錯(cuò)誤；C.粒子每運(yùn)動(dòng)一周直徑的增加量SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0可得粒子每運(yùn)動(dòng)一周直徑的增加量越來越小，故C正確；D.粒子最終獲得的動(dòng)能SKIPIF1<0當(dāng)半徑達(dá)到D形盒的半徑時(shí)，粒子動(dòng)能最大，與板間電壓無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選D。8．如圖所示，一管壁半徑為R的直導(dǎo)管（導(dǎo)管柱的厚度可忽略）水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；沿導(dǎo)管向左流動(dòng)的液體中，僅含有一種質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的帶電微粒，微粒受磁場(chǎng)力影響發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)管上、下壁a、b兩點(diǎn)間最終形成穩(wěn)定電勢(shì)差U，導(dǎo)管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)，忽略浮力，則液體流速和a、b電勢(shì)的正負(fù)為（）A．SKIPIF1<0，a正、b負(fù) B．SKIPIF1<0，a正、b負(fù)C．SKIPIF1<0，a負(fù)、b正 D．SKIPIF1<0、a負(fù)、b正【答案】C【詳解】如題圖所示液體中帶正電微粒流動(dòng)時(shí)，根據(jù)左手定則，帶電微粒受到向下的洛倫茲力，所以帶電微粒向下偏，則a點(diǎn)電勢(shì)為負(fù)，b點(diǎn)電勢(shì)為正，最終液體中的帶電微粒所受的電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力和帶電微粒所受重力的合力為零，即SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。9．如圖是電子射線管示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下（z軸負(fù)方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（）A．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向B．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向C．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向D．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向【答案】D【詳解】AB．由于電子帶負(fù)電，要使電子向下偏轉(zhuǎn)（z軸負(fù)方向），如果僅加一電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)此偏轉(zhuǎn)，需要加向上的電場(chǎng)，即加沿z軸正方向的電場(chǎng)，故選項(xiàng)AB均錯(cuò)誤；CD．僅加一磁場(chǎng)電子向下偏轉(zhuǎn)（z軸負(fù)方向），由左手定則可知，四指需要指向x軸的負(fù)方向，大拇指向下，故磁場(chǎng)的方向是沿y軸正方向的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。10．下列表示運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向正確的是（）A． B．C． D．【答案】D【詳解】A．該圖中電荷所受洛倫茲力為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．該圖中電荷所受洛倫茲力為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則可知，該圖中電荷所受洛倫茲力方向向上，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則可知，該圖中電荷所受洛倫茲力方向向右，選項(xiàng)D正確；故選D.11．圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡。云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里，云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，分析此徑跡可知粒子（）A．帶正電，由下往上運(yùn)動(dòng)B．帶正電，由上往下運(yùn)動(dòng)C．帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動(dòng)D．帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】【詳解】粒子穿過金屬板后，速度變小，由半徑公式SKIPIF1<0可知，半徑變小，粒子運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛上孪蛏?；又由于洛侖茲力的方向指向圓心，由左手定則，粒子帶正電．所以A正確．故選A．12．在陰極射線管中電子流方向由左向右，其上方置一根通有如圖所示電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，則陰極射線將會(huì)()A．向上偏轉(zhuǎn) B．向下偏轉(zhuǎn)C．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) D．向紙外偏轉(zhuǎn)【答案】B【詳解】由題意可知，直線電流的方向由左向右，根據(jù)右手定則，可判定直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮帢O射線電子運(yùn)動(dòng)方向由左向右，由左手定則知(電子帶負(fù)電，四指要指向其運(yùn)動(dòng)方向的反方向)，陰極射線將向下偏轉(zhuǎn)A．向上偏轉(zhuǎn)與分析不符，A錯(cuò)誤B．向下偏轉(zhuǎn)符合分析，B正確C．向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)不符合分析，C錯(cuò)誤D．向紙面外偏轉(zhuǎn)不符合分析，D錯(cuò)誤13．如圖所示，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線L1、L2和L3垂直紙面放置，直導(dǎo)線與紙面的交點(diǎn)及坐標(biāo)原點(diǎn)O分別位于邊長為a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn).L1與L3中的電流均為2SKIPIF1<0、方向均垂直紙面向里，L2中的電流為SKIPIF1<0、方向垂直紙面向外.已知在電流為SKIPIF1<0的長直導(dǎo)線的磁場(chǎng)中，距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度SKIPIF1<0，其中k為常數(shù).某時(shí)刻有一電子正好經(jīng)過原點(diǎn)O且速度方向垂直紙面向外，速度大小為v，電子電量為e，則該電子所受磁場(chǎng)力A．方向與y軸正方向成45°角，大小為SKIPIF1<0B．方向與y軸負(fù)方向成45°角，大小為SKIPIF1<0C．方向與y軸正方向成45°角，大小為SKIPIF1<0D．方向與y軸負(fù)方向成45°角，大小為SKIPIF1<0【答案】D【解析】【詳解】三個(gè)電流分別在原點(diǎn)O處產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，方向如圖；則三電流在O點(diǎn)處產(chǎn)生合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度SKIPIF1<0，方向與y軸正方向成45°角。電子經(jīng)過原點(diǎn)O速度方向垂直紙面向外，速度大小為v，據(jù)左手定則知，洛倫茲力方向與y軸負(fù)方向成45°角，洛倫茲力的大小SKIPIF1<0。故D項(xiàng)正確，ABC三項(xiàng)錯(cuò)誤。14．質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)行的半圓軌跡如圖兩種虛線所示，下列表述正確的是A．M帶負(fù)電，N帶正電B．M的速度率小于N的速率C．洛倫磁力對(duì)M、N做正功D．M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間【答案】A【詳解】A．由左手定則可知，M帶負(fù)電，N帶正電，選項(xiàng)A正確．B．由SKIPIF1<0可知，M的速度率大于N的速率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．洛倫磁力對(duì)M、N都不做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．由SKIPIF1<0可知，M的運(yùn)行時(shí)間等于N的運(yùn)行時(shí)間，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．15．如圖所示，一正電荷水平向右射入蹄形磁鐵的兩磁極間．此時(shí)，該電荷所受洛倫茲力的方向是（）A．向左 B．向右 C．垂直紙面向里 D．垂直紙面向外【答案】D【詳解】正電荷向右運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)豎直向下，由左手定則可知，電荷所受洛倫茲力的方向垂直紙面向外，，故選D.【點(diǎn)睛】此題考查了左手定律的應(yīng)用；注意電子帶負(fù)電，四指應(yīng)該指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向，這是易錯(cuò)點(diǎn).16．如圖，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直．在電磁場(chǎng)區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球，小球可沿圓環(huán)自由運(yùn)動(dòng)．O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，Ob沿水平方向．已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等．現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放．下列判斷正確的是（）A．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長為圓周長的1/2時(shí)，洛倫茲力最大B．當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長為圓周長的3/8時(shí)，洛倫茲力最小C．小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大D．小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小【答案】D【分析】球所受的電場(chǎng)力與重力大小相等，二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故類似于等效的重力，所以bc弧的中點(diǎn)相當(dāng)于平時(shí)豎直平面圓環(huán)的“最低點(diǎn)”.關(guān)于圓心對(duì)稱的位置就是“最高點(diǎn)”；在“最低點(diǎn)”時(shí)速度最大．再根據(jù)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)解題即可.【詳解】A、小球受到水平向左的電場(chǎng)力和豎直向下的重力，二力大小相等，故二力的合力方向于水平方向成45°向左下，如圖：故小球運(yùn)動(dòng)到圓弧bc的中點(diǎn)時(shí)，速度最大，此時(shí)的洛倫茲力最大，即小球運(yùn)動(dòng)的弧長為圓周長的SKIPIF1<0時(shí)，洛侖茲力最大;故A錯(cuò)誤.B、由A的分析可知，結(jié)合對(duì)稱性可知，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長為圓周長的SKIPIF1<0時(shí)，洛侖茲力最小;故B錯(cuò)誤.C、小球由a到b的過場(chǎng)中，電場(chǎng)力和重力均做正功，重力勢(shì)能和電勢(shì)能都減小;故C錯(cuò)誤.D、小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加；因力的合力方向?qū)⒂谒椒较虺?5°向左下，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓弧bc的中點(diǎn)時(shí)速度最大，所以小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過程中，動(dòng)能先增大，后減小;故D正確.故選D.【點(diǎn)睛】該題關(guān)鍵要能夠根據(jù)受力分析找出做圓周運(yùn)動(dòng)等效的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，再根據(jù)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)解題.17．筆記本電腦趨于普及，電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件．當(dāng)顯示屏開啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)．如圖，一塊寬為a、長為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為v．當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅．則關(guān)于元件的說法正確的是（）A．前表面的電勢(shì)比后表面的低B．前、后表面間的電壓U與v無關(guān)C．前、后表面間的電壓U與c成正比D．自由電子受到的洛倫茲力大小為SKIPIF1<0【答案】AD【詳解】A．由題圖可知，電流方向向右，則電子向左定向移動(dòng)，由左手定則判定，電子所受的洛倫茲力方向指向前表面，則前表面積累了電子，因此前表面的電勢(shì)比后表面的低，A正確；BC．當(dāng)電子所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，電子不在發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時(shí)前、后表面的電壓達(dá)到穩(wěn)定，因此有eE=eBvSKIPIF1<0又SKIPIF1<0解得U=Bav顯然前、后表面的電壓U與電子定向移動(dòng)速度v成正比，與元件的寬度a成正比，與元件的長度c無關(guān)，BC錯(cuò)誤；D．當(dāng)自由電子穩(wěn)定時(shí)，受到的洛倫茲力與電場(chǎng)力大小相等，即SKIPIF1<0D正確。故選AD。18．如圖所示，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0兩長直導(dǎo)線，垂直紙面水平固定放置，兩導(dǎo)線中通以垂直紙面向里、大小相同的恒定電流，SKIPIF1<0是SKIPIF1<0、SKIPIF1<0連線垂直平分線上的一點(diǎn)，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0連線與SKIPIF1<0、SKIPIF1<0連線的夾角為SKIPIF1<0，一質(zhì)量為SKIPIF1<0、電荷量為SKIPIF1<0的帶正電粒子從SKIPIF1<0點(diǎn)垂直紙面向外以大小為SKIPIF1<0的速度水平射出，射出瞬間，受到的洛侖茲力大小為SKIPIF1<0，則（）A．洛侖茲力SKIPIF1<0的方向豎直向上B．洛侖茲力SKIPIF1<0的方向豎直向下C．SKIPIF1<0導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在SKIPIF1<0點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0D．SKIPIF1<0導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在SKIPIF1<0點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0【答案】AC【詳解】AB．設(shè)SKIPIF1<0導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在SKIPIF1<0點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在SKIPIF1<0點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為SKIPIF1<0，由于這兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，夾角為SKIPIF1<0，因此合磁場(chǎng)方向水平向右，大小SKIPIF1<0，根據(jù)左手定則可知，洛侖茲力SKIPIF1<0的方向豎直向上，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CD．由SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AC。19．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口處飛出，則A．小球帶負(fù)電B．小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線C．洛倫茲力對(duì)小球做正功D．維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F應(yīng)逐漸增大【答案】BD【詳解】A．小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，小球帶正電。故A錯(cuò)誤。B．設(shè)管子運(yùn)動(dòng)速度為v1，小球垂直于管子向右的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。小球沿管子方向受到洛倫茲力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不變，F(xiàn)1不變，則小球沿管子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。與平拋運(yùn)動(dòng)類似，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線。故B正確。C．洛倫茲力總是與速度垂直，不做功。故C錯(cuò)誤。D．設(shè)小球沿管子的分速度大小為v2，則小球受到垂直管子向左的洛倫茲力的分力F2=qv2B，v2增大，則F2增大，而拉力F=F2，則F逐漸增大。故D正確。故選BD。20．關(guān)于安培力和洛倫茲力，下面說法正確的是（）A．洛倫茲力和安培力是性質(zhì)完全不同的兩種力B．安培力和洛倫茲力，其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力C．安培力和洛倫茲力，二者是等價(jià)的D．安培力對(duì)通電導(dǎo)體能做功，但洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不能做功【答案】BD【詳解】A、安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，二者質(zhì)相同，A選項(xiàng)錯(cuò)誤B、理由同A選項(xiàng)，B選項(xiàng)正確C、安培力是通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)的作用力．而洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力，雖然性質(zhì)一樣，但不能等價(jià)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤D、安培力和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向不一定垂直，可以做正功，也可以做負(fù)功，但洛倫茲力永遠(yuǎn)與電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不能做功，D選項(xiàng)正確故選BD21．如圖所示，絕緣底座上固定一電荷量為8×10-6C的帶正電小球A，其正上方O點(diǎn)處用輕細(xì)彈簧懸掛一質(zhì)量為m=0.06kg、電荷量大小為2×10-6C的小球B，彈簧的勁度系數(shù)為k=5N/m，原長為L0=0.3m。現(xiàn)小球B恰能以A球?yàn)閳A心在水平面內(nèi)做順時(shí)針方向（從上往下看）的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧與豎直方向的夾角為θ=53°。已知靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2，兩小球都視為點(diǎn)電荷。則下列說法正確的是（）A．小球B一定帶負(fù)電 B．圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的長度為0.5mC．B球圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為SKIPIF1<0m/s D．若突然加上豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，θ角將增大【答案】ABD【詳解】A．小球A、B之間的庫侖力SKIPIF1<0設(shè)彈簧彈力為SKIPIF1<0，小球B在豎直方向上，有SKIPIF1<0彈簧的彈力在水平方向的分力SKIPIF1<0再由胡克定律SKIPIF1<0由幾何關(guān)系SKIPIF1<0可解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0SKIPIF1<0，SKIPIF1<0因小球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合外力指向圓心A，又有SKIPIF1<0則B球帶負(fù)電，所受合外力SKIPIF1<0AB正確；C．由合外力提供向心力SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0C錯(cuò)誤；D．若突然加上豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶負(fù)電的小球B受到從A到B方向的磁場(chǎng)力，小球B受到的向心力減小，半徑增大，即θ角將增大，D正確。故選ABD。22．如圖所示，在一根一端封閉、內(nèi)壁光滑的直管MN內(nèi)有一個(gè)帶正電的小球，空間中充滿豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。開始時(shí)，直管水平放置，且小球位于管的封閉端M處?，F(xiàn)使直管沿水平方向向右勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間后小球到達(dá)管的開口端N處。在小球從M到N的過程中（）A．磁場(chǎng)對(duì)小球不做功 B．直管對(duì)小球做正功C．小球所受磁場(chǎng)力的方向不變 D．小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是一直線【答案】AB【詳解】A．由于磁場(chǎng)對(duì)小球的洛倫茲力始終與小球的合運(yùn)動(dòng)的方向垂直，故磁場(chǎng)對(duì)小球不做功，故A正確；B．對(duì)小球受力分析，受重力、支持力和洛倫茲力，其中重力和洛倫茲力不做功，而動(dòng)能增加，根據(jù)動(dòng)能定理可知，支持力做正功，故B正確；CD．設(shè)管子運(yùn)動(dòng)速度為v1，小球垂直于管子向右的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，小球沿管子方向受到洛倫茲力的分力SKIPIF1<0，q、v1、B均不變，F(xiàn)1不變，則小球沿管子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，與平拋運(yùn)動(dòng)類似，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線，洛倫茲力方向不斷變化，故CD錯(cuò)誤。故選AB。23．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管。在水平拉力F的作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口處飛出，則在小球未從管口飛出前的過程中，下列說法正確的是（）A．小球帶負(fù)電 B．小球相對(duì)水平桌面的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條拋物線C．洛倫茲力對(duì)小球做正功 D．水平拉力F不斷變大【答案】BD【詳解】A．小球能從管口處飛出，說明小球受到指向管口洛倫茲力，根據(jù)左手定則判斷，小球帶正電，故A錯(cuò)誤；

B．設(shè)管子運(yùn)動(dòng)速度為v1，小球垂直于管子向右的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)。小球沿管子方向受到洛倫茲力的分力F1=qv1B，q、v1、B均不變，F(xiàn)1不變，則小球沿管子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。與平拋運(yùn)動(dòng)類似，小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線，故B正確；

C．洛倫茲力總是與速度垂直，不做功，故C錯(cuò)誤；

D．設(shè)小球沿管子的分速度大小為v2，則小球受到垂直管子向左的洛倫茲力的分力F2=qv2B，v2增大，則F2增大，而拉力F=F2，則F逐漸增大，故D正確。

故選BD。24．如圖，下端封閉、上端開口、高h(yuǎn)=5m內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置，管底有質(zhì)量m=10g，電荷量的絕對(duì)值|q|=0.2C的小球，整個(gè)裝置以v=5m/s的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T，方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于外力的作用，玻璃管在磁場(chǎng)中的速度保持不變，最終小球從上端管口飛出（g取10m/s2）。下列說法中正確的是（）A．該過程洛倫茲力做正功 B．小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．小球在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1s D．小球機(jī)械能的增加量為1J【答案】BD【詳解】A．小球受到的洛倫茲力的方向與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，故不做功，故A錯(cuò)誤；B．小球從管口上端飛出，則小球在玻璃管中所受洛倫茲力方向豎直向上，洛倫茲力大小為SKIPIF1<0小球在豎直方向受大小不變的力作用，所以小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．小球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度可分解為水平方向的速度SKIPIF1<0和豎直方向的速度SKIPIF1<0，與兩個(gè)分速度對(duì)應(yīng)的洛倫茲力的分力分別是水平方向的SKIPIF1<0和豎直方向的SKIPIF1<0，其中豎直方向的洛倫茲力不變，在豎直方向上由牛頓第二定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0由勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式得SKIPIF1<0解得t=1s故C錯(cuò)誤；D．小球飛出管口時(shí)，豎直速度為SKIPIF1<0飛出管口的合速度SKIPIF1<0動(dòng)能的增量為SKIPIF1<0重力勢(shì)能的增加SKIPIF1<0小球機(jī)械能的增加量SKIPIF1<0故D正確。故選BD。25．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子（不計(jì)重力），從a點(diǎn)以與邊界夾角為53°的方向垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從磁場(chǎng)的另一邊界b點(diǎn)射出，射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與邊界的夾角為37°．已知條形磁場(chǎng)的寬度為d，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．下列說法正確的是（）A．粒子帶正電B．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為SKIPIF1<0dC．粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為SKIPIF1<0D．粒子穿過磁場(chǎng)所用的時(shí)間為SKIPIF1<0【答案】BD【詳解】A.由左手定則可判定粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；B.作出粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖示粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過90°角，由幾何關(guān)系bc=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0SKIPIF1<0=d2+SKIPIF1<0解得粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=SKIPIF1<0d故B正確；C.由粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=SKIPIF1<0知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤；D.粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過90°角，粒子穿過磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t=SKIPIF1<0T=SKIPIF1<0=SKIPIF1<0故D正確．26．如圖所示，空間有一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q=+0.2C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力．t=0時(shí)對(duì)木板施加方向水平向左，大小為0.6N恒力，g取10m/s2．則（）A．木板和滑塊一直做加速度為2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)B．滑塊開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，最后做速度為10m/s勻速運(yùn)動(dòng)C．木板先做加速度為2m/s2勻加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度增大的運(yùn)動(dòng)，最后做加速度為3m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)D．t=5s后滑塊和木板開始有相對(duì)運(yùn)動(dòng)【答案】BC【分析】先求出木塊靜摩擦力能提供的最大加速度，再根據(jù)牛頓第二定律判斷當(dāng)0.6N的恒力作用于木板時(shí)，系統(tǒng)一起運(yùn)動(dòng)的加速度，當(dāng)滑塊獲得向左運(yùn)動(dòng)的速度以后又產(chǎn)生一個(gè)方向向上的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)滑塊與木板之間的彈力為零，此時(shí)摩擦力等于零，此后物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．【詳解】ABC、由于動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，靜摩擦力能提供的最大加速度為5m/s2，所以當(dāng)0.6N的恒力作用于木板時(shí)，系統(tǒng)一起以a=的加速度一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊獲得向左運(yùn)動(dòng)的速度以后又產(chǎn)生一個(gè)方向向上的洛倫茲力，滑塊開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，木板做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)洛倫茲力等于重力時(shí)滑塊與木板之間的彈力為零，此時(shí)Bqv=mg，解得：v=10m/s，此時(shí)摩擦力消失，滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，而木板在恒力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，a=．故A錯(cuò)誤，BC正確．D、滑塊開始一起做a=2m/s2加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊獲得向左運(yùn)動(dòng)的速度以后又產(chǎn)生一個(gè)方向向上的洛倫茲力，滑塊開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)，所以速度增大到10m/s所用的時(shí)間大于5s．故D錯(cuò)誤．故選BC．【點(diǎn)睛】本題主要考查了牛頓第二定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析木板和滑塊的受力情況，進(jìn)而判斷運(yùn)動(dòng)情況．27．如圖所示，粗糙木板MN豎直固定在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．t=0時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電物塊沿MN以某一初速度豎直向下滑動(dòng)，則物塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可能是A． B．C． D．【答案】ACD【分析】對(duì)滑塊受力分析，分析開始時(shí)重力mg與摩擦力的大小關(guān)系來確定滑塊的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，根據(jù)速度的變化分析加速度的變化．【詳解】設(shè)初速度為v0，則若滿足mg=f=μN(yùn)，因N=Bqv0，則mg=μBqv0，則滑塊向下做勻速運(yùn)動(dòng)，則選項(xiàng)A正確；若mg>μBqv0，則滑塊開始有向下的加速度，由SKIPIF1<0可知，隨速度增加，加速度減小，即滑塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到勻速狀態(tài)，則選項(xiàng)D正確；若mg<μBqv0，則滑塊開始有向上的加速度做減速運(yùn)動(dòng)，由SKIPIF1<0可知，隨速度減小，加速度減小，即滑塊做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到勻速狀態(tài)，則選項(xiàng)C正確；故選ACD.【點(diǎn)睛】此題是動(dòng)態(tài)分析問題；關(guān)鍵是分析洛倫茲力隨速度的變化情況，從而分析加速度的變化情況來確定圖像的形狀.28．如圖所示，用絲線吊一個(gè)質(zhì)量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，空氣阻力不計(jì)，當(dāng)小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)向最低點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)且兩次經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)()A．小球的動(dòng)能相同B．絲線所受的拉力相同C．小球所受的洛倫茲力相同D．小球的向心加速度相同【答案】AD【分析】帶電小球在重力與拉力及洛倫茲力共同作用下，繞固定點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，由于拉力與洛倫茲力始終垂直于速度方向，它們對(duì)小球不做功．因此僅有重力作功，則有機(jī)械能守恒．從而可以確定動(dòng)能是否相同，并由此可確定拉力與洛倫茲力．由向心加速度公式和牛頓第二定律列式分析．【詳解】A、小球運(yùn)