高中物理人教版選修31導(dǎo)學(xué)案35運動電荷在磁場中受到的力

§3.5運動電荷在磁場中受到的力編號025【課前預(yù)習(xí)練】1．洛倫茲力是指磁場對運動的作用力．洛倫茲力的方向用判定，其內(nèi)容為：伸開，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從進(jìn)入，并使四指指向電荷運動的方向．這時所指的方向就是運動的電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向．負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向．洛倫茲力的方向始終與帶電粒子的運動方向，故洛倫茲力不轉(zhuǎn)變帶電粒子運動速度的大小，只轉(zhuǎn)變粒子運動的方向．洛倫茲力對帶電粒子．2．假設(shè)帶電粒子運動方向與磁感應(yīng)強度方向垂直．那么F＝.假設(shè)帶電粒子運動方向與磁感應(yīng)強度方向的夾角為θ，那么F＝3．關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F、磁感應(yīng)強度B和粒子速度v三者方向之間的關(guān)系，以下說法正確的選項是()A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不肯定垂直于vC．B必定垂直于F，但F不肯定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不肯定垂直于B4．以下說法正確的選項是()A．運動電荷在磁感應(yīng)強度不為零的地方，肯定受到洛倫茲力的作用B．運動電荷在某處不受洛倫茲力的作用，那么該處的磁感應(yīng)強度肯定為零C．洛倫茲力既不能轉(zhuǎn)變帶電粒子的動能，也不能轉(zhuǎn)變帶電粒子的速度D．洛倫茲力對帶電粒子不做功5．關(guān)于安培力和洛倫茲力，下面說法中正確的選項是()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)都是磁場對運動電荷的作用力C．安培力和洛倫茲力，二者是等價的D．安培力對通電導(dǎo)體能做功，但洛倫茲力對運動電荷不能做功6．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下圖電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，那么陰極射線將會()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)【課堂探究練】【概念規(guī)律練】學(xué)問點一洛倫茲力的方向1．以下四個圖是表示磁場磁感應(yīng)強度B、負(fù)電荷運動方向v和磁場對負(fù)電荷洛倫茲力F的相互關(guān)系圖，這四個圖中畫得正確的選項是(B、v、F兩兩垂直)()2．如下圖，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，帶電粒子的速率為v，帶電荷量為q，求各帶電粒子所受洛倫茲力的大小和方向．學(xué)問點二洛倫茲力的特點3．帶電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，以下說法中正確的選項是()A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．假如把＋q改為－q，且速度反向，大小不變，那么洛倫茲力的大小、方向均不變C．洛倫茲力方向肯定與電荷運動方向垂直，磁場方向肯定與電荷運動方向垂直D．粒子在只受到洛倫茲力作用時運動的動能不變4．有關(guān)洛倫茲力和安培力的描述，以下說法中正確的選項是()A．通電直導(dǎo)線在勻強磁場中肯定受到安培力的作用B．安培力是大量運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)C．帶電粒子在勻強磁場中運動受到的洛倫茲力做正功D．通電直導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行5．關(guān)于帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的運動，以下說法中正確的選項是()A．帶電粒子沿電場線方向射入，電場力對帶電粒子做正功，粒子動能肯定增加B．帶電粒子垂直于電場線方向射入，電場力對帶電粒子不做功，粒子動能不變C．帶電粒子沿磁感線方向射入，洛倫茲力對帶電粒子做正功，粒子動能肯定增加D．不管帶電粒子怎樣射入磁場，洛倫茲力對帶電粒子都不做功，粒子動能不變【方法技巧練】一、速度選擇器問題的分析方法6．在兩平行金屬板間，有如下圖的相互正交的勻強電場和勻強磁場．α粒子以速度v0從兩板的正中心垂直于電場方向和磁場方向從左向右射入時，恰好能沿直線勻速通過．供以下各小題選擇的答案有：A．不偏轉(zhuǎn)B．向上偏轉(zhuǎn)C．向下偏轉(zhuǎn)D．向紙內(nèi)或紙外偏轉(zhuǎn)(1)假設(shè)質(zhì)子以速度v0從兩板的正中心垂直于電場方向和磁場方向從左向右射入時，質(zhì)子將________(2)假設(shè)電子以速度v0從兩板的正中心垂直于電場方向和磁場方向從左向右射入時，電子將________(3)假設(shè)質(zhì)子以大于v0的速度，沿垂直于勻強電場和勻強磁場的方向從兩板正中心射入，質(zhì)子將________7.一個帶正電的微粒(重力不計)穿過如下圖的勻強磁場和勻強電場區(qū)域時，恰能沿直線運動，那么欲使電荷向下偏轉(zhuǎn)時應(yīng)采納的方法是()A．增大電荷質(zhì)量B．增大電荷電荷量C．減小入射速度D．增大磁感應(yīng)強度二、在洛倫茲力作用下帶電體受力狀況的動態(tài)分析方法8.如下圖，一個帶負(fù)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下圖的勻強磁場B中．現(xiàn)給滑環(huán)施以一個水平向右的瞬時速度，使其由靜止開頭運動，那么滑環(huán)在桿上的運動狀況可能是()A．始終做勻速運動B．先做減速運動，最終靜止于桿上C．先做加速運動，最終做勻速運動D．先做減速運動，最終做勻速運動9.一個質(zhì)量m＝0.1g的小滑塊，帶有q＝5×10－4C的電荷量，放置在傾角α＝30°的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面對里，如下圖，小滑塊由靜止開頭沿斜面滑下，斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面(g取10m/s2(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大？(3)該斜面長度至少多長？【課后穩(wěn)固練】1．在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向推斷不正確的選項是()2．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．以下表述正確的選項是()A．洛倫茲力對帶電粒子做功B．洛倫茲力不轉(zhuǎn)變帶電粒子的動能C．洛倫茲力的大小與速度無關(guān)D．洛倫茲力不轉(zhuǎn)變帶電粒子的速度方向3．長直螺線管中通有電流，沿螺線管中心軸線射入一電子，假設(shè)螺線管中電流增大，方向不變，電子在螺旋管中心軸線上運動狀況是()A．做勻速直線運動B．做變加速直線運動C．做變減速直線運動D．做間距變大的螺旋運動4．如下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)，在以下措施中可采納的是()A．加一磁場，磁場方向沿z軸負(fù)方向B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C．加一電場，電場方向沿z軸負(fù)方向D．加一電場，電場方向沿y軸正方向5.如下圖，空間存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場的方向豎直向下，磁場方向垂直紙面對里，一帶電油滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么以下說法正確的選項是()A．假設(shè)撤去磁場，P可能做勻加速直線運動B．假設(shè)撤去電場，P肯定做勻加速直線運動C．假設(shè)給P一初速度，P可能做勻速直線運動D．假設(shè)給P一初速度，P肯定做曲線運動6．如下圖，用絲線吊一個質(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(dāng)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．小球所受的洛倫茲力相同D．小球的向心加速度相同7.如下圖，勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場的方向垂直紙面對里，三個油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運動，c向左做勻速運動，比擬它們的重力Ga、Gb、Gc間的關(guān)系，正確的選項是()A．Ga最大B．Gb最大C．Gc最大D．Gb最小8.如下圖，一個帶正電荷的小球沿光滑水平絕緣的桌面對右運動，飛離桌子邊緣A，最終落到地板上．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；假設(shè)撤去磁場而其余條件不變時，小球飛行的時間為t2，水平射程為x2，著地速度大小為v2.那么()A．x1>x2B．t1>t2C．v1>v2D．v19．如下圖，兩個平行金屬板M、N間為一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)，電場方向由M板指向N板，磁場方向垂直紙面對里，OO′為到兩極板距離相等的平行兩板的直線．一質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的帶電粒子，以速度v0從O點射入，沿OO′方向勻速通過場區(qū)，不計帶電粒子的重力，那么以下說法正確的選項是()A．帶電荷量為－q的粒子以v0從O點沿OO′方向射入仍能勻速通過場區(qū)B．帶電荷量為2q的粒子以v0從O點沿OO′射入仍能勻速通過場區(qū)C．保持電場強度和磁感應(yīng)強度大小不變，方向均與原來相反，粒子以v0從O點沿OO′射入，那么粒子仍能勻速通過場區(qū)D．粒子仍以速度v0從右側(cè)的O′點沿OO′方向射入，粒子仍能勻速通過場區(qū)10．一細(xì)棒處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，棒與磁場垂直，磁感線方向垂直紙面對里，如圖13所示，棒上套一個可在其上滑動的帶負(fù)電的小環(huán)c，小環(huán)質(zhì)量為m，電荷量為q，環(huán)與棒間無摩擦．讓小環(huán)從靜止滑下，下滑中某時刻環(huán)對棒的作用力恰好為零，那么此時環(huán)的速度為多大？