第5.2節(jié) 洛倫茲力(2)（原卷版）

第五章·磁場第2節(jié)洛倫茲力（2）◎目標導航學問要點難易度1．洛倫茲力和摩擦力的綜合應用2．洛倫茲力在斜面上的綜合應用3．洛倫茲力和圓周運動的綜合應用

4．洛倫茲力和電場力的綜合應用★★★★★★★★★★★★◎考點題型【方法總結(jié)】求解帶電粒子在磁場中的運動問題的解題步驟(1)．確定爭辯對象，即帶電體；(2)．確定帶電體所帶電荷量的正、負以及速度方向；(3)．由左手定則推斷帶電體所受洛倫茲力的方向，并作出受力分析圖；(4)．依據(jù)物體的平衡條件、牛頓其次定律、動能定理、圓周運動規(guī)律等列方程求解；(5)．對于定性分析的問題還可以接受極限法進行推理，得到結(jié)論。考點01洛倫茲力和摩擦力的綜合應用例1.（多選）如圖所示，甲是不帶電的絕緣物塊，乙是帶正電的物塊，甲、乙疊放在一起置于粗糙的水平面上（乙與地面絕緣），空間有垂直于該平面的勻強磁場，用水平力F拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動一起向右做勻加速運動，在加速階段（）A．甲、乙兩物塊間的彈力不斷增大 B．甲、乙兩物塊間的摩擦力不變 C．拉力F漸漸減小 D．乙物塊與地面間的摩擦力不斷增大例2.（多選）如圖所示，一個質(zhì)量為m、帶電量為+g的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中.現(xiàn)給圓環(huán)一個水平向右的初速度v，在以后的運動中下列說法正確的是（）A圓環(huán)可能做勻減速運動B.圓環(huán)可能做勻速直線運動C.圓環(huán)克服摩擦力所做的功肯定為1D.圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能12mv考點02洛倫茲力和斜面的綜合應用例3.質(zhì)量為m、電荷量為q的小物塊，從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中，磁感應強度為B，如圖所示。若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面說法中正確的是（）A．小物塊肯定帶正電B．小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動C．小物塊在斜面上運動時做加速度增大、而速度也增大的變加速直線運動D．小物塊在斜面上下滑過程中，當小物塊對斜面壓力為零時的速率為例4.如圖所示，一個帶負電的滑塊從粗糙絕緣斜面頂端由靜止下滑到底端時速度為v，若加一個垂直于紙面對里的勻強磁場，則滑塊滑到底端時速度大小將（）A．等于v B．大于v C．小于v D．無法確定考點03洛倫茲力和圓周運動的綜合應用例5.用一根輕繩吊一質(zhì)量為m的帶電小球，放在如圖所示垂直紙面對里的勻強磁場中，將小球拉到與懸點右側(cè)等高處由圖示位置靜止釋放，小球便在垂直于磁場的豎直面內(nèi)搖擺，當小球第一次擺到最低點時，懸線的張力恰好為零（重力加速度為g），則：（1）小球帶正電還是負電？（2）小球第一次擺到最低點時的洛倫茲力多大？（3）小球其次次經(jīng)過最低點時，懸線對小球的拉力多大？例6.（多選）如圖所示，用絕緣細線懸吊著的帶正電小球在勻強磁場中做來回運動，細線始終處于伸直狀態(tài)，圖中實線位置為平衡位置，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．當小球每次通過平衡位置時，動能相同 B．當小球每次通過平衡位置時，動量相同 C．當小球每次通過平衡位置時，加速度的大小相同 D．當小球每次通過平衡位置時，絲線受到的拉力相同考點04洛倫茲力和電場力的綜合應用例7.如圖所示，物體和斜面處于一勻強磁場中，一物體沿光滑絕緣斜面下滑，在物體下滑過程中，物體與斜面之間的彈力不斷增大，則該物體帶電（填正、負或不帶），物體沿斜面下滑的加速度（填增大、減小或不變）。例8.如圖所示，一根足夠長的光滑絕緣桿MN，與水平面夾角為37°，固定在豎直平面內(nèi)，垂直紙面對里的勻強磁場B布滿桿所在的空間，桿與B垂直，質(zhì)量為m的帶電小環(huán)沿桿下滑到圖中的P處時，對桿有垂直桿向下的壓力作用，壓力大小為0.4mg，已知小環(huán)的帶電荷量為q，問：（1）小環(huán)帶什么電？（2）小環(huán)滑到P處時的速度多大？（3）小環(huán)滑到離P多遠處，環(huán)與桿之間沒有正壓力？◎鞏固練習1.如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的小物塊靜止放在絕緣水平地面上，地面上方存在垂直紙面對里、磁感應強度為B的勻強磁場，某時刻物塊獲得一初速度v0開頭向右運動，運動距離x后停止.已知物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，此過程中物塊與地面之間由于摩擦產(chǎn)生的熱量為（）A.μmgxB.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)C.μ(mg－Bqv0)xD.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgx 2．如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物塊，在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中，沿著豎直絕緣墻壁由靜止開頭下滑，已知物塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)為μ，下列說法正確的是()A．物塊不受磁場力B．盡管物塊受到磁場力作用，但磁場力不做功，系統(tǒng)機械能守恒C．物塊下滑的最大速度為eq\f(mg,μqB)D．物塊下滑的加速度為重力加速度g3.如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面對外、強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、帶電量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑．在滑塊下滑的過程中，下列推斷正確的是A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達地面時的動能與B的大小無關(guān)C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面對下D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上4．(多選)如圖所示，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，使其由靜止開頭運動，則滑環(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5.如圖所示，足夠長粗糙絕緣傾斜木板與水平面夾角為，一個質(zhì)量為的物塊剛好可以沿勻速下滑。讓物塊帶上電荷量為q的正電，整個裝置置于垂直紙面對里的勻強磁場中。t=0時給物塊一個沿木板向下的初速度，物塊運動的圖像可能是（）（A）（B）（C）（D）6.如圖所示，a、b兩個長方體物塊疊放在粗糙水平地面上，物塊a帶正電，物塊b不帶電且為絕緣體，地面上方有垂直紙面對里的勻強磁場，現(xiàn)用水平恒力F拉物塊b，使a、b一起無相對滑動地向左加速運動，在加速的過程中，物塊a、b間的摩擦力（）（A）漸漸減小 （B）漸漸增大 （C）先增大后減小 （D）先減小后增大7．如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面對外、強度為B的勻強磁場中．質(zhì)量為m、帶電量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑．在滑塊下滑的過程中，下列推斷正確的是()A．滑塊受到的摩擦力不變B．滑塊到達地面時的動能與B的大小無關(guān)C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面對下D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上8.（多選）如圖所示，在光滑絕緣的水平面上，虛線右側(cè)有磁感應強度T的勻強磁場，方向垂直紙面對里，質(zhì)量、電荷量的小球C靜置于其中，虛線左側(cè)一個質(zhì)量為kg、不帶電的絕緣小球A以速度m/s進入磁場與C球發(fā)生正碰（電荷不轉(zhuǎn)移），碰后C小球?qū)λ矫娴膲毫偤脼榱?，取向右為正方向，，下列說法正確的是（）（A）碰后C球速度為20m/s （B）碰后C球速度為15m/s（C）C對A的沖量大小為0.4N?s （D）C對A9.一質(zhì)量m、電荷量的﹣q圓環(huán)，套在與水平面成θ角的足夠長的粗糙細桿上，圓環(huán)的直徑略大于桿的直徑，細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中。現(xiàn)給圓環(huán)一沿桿左上方方向的初速度v0，（取為初速度v0正方向）以后的運動過程中圓環(huán)運動的速度圖象不行能是（）A．B． C． D．10.如圖所示,在磁感應強度為B的水平勻強磁場中,有一足夠長的絕緣細棒OO'在豎直面內(nèi)垂直磁場方向放置,細棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)A套在棒OO'上,圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為μ,且μ<tanα?，F(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止開頭下滑,試問圓環(huán)在下滑過程中:(1)圓環(huán)A的最大加速度為多大?獲得最大加速度時的速度為多大?(2)圓環(huán)A能夠達到的最大速度為多大?11．如圖所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速度為v，若加一個垂直紙面對外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時（）A．速率變大 B．速率不變C．洛侖茲力方向垂直斜面對上 D．洛侖茲力方向垂直斜面對下12．如圖所示，一傾角為的粗糙絕緣斜面固定在水平面上，在其所在的空間存在豎直向上、大小的勻強電場和垂直紙面對外、大小的勻強磁場?，F(xiàn)讓一質(zhì)量、電荷量的帶負電小滑塊從斜面上某點由靜止釋放，小滑塊運動1m后離開斜面。已知cos53°=0.6，g=10m/s2，則以下說法正確的是（）A．離開斜面前小滑塊沿斜面做勻加速運動B．小滑塊離開斜面時的速度為1.8m/sC．在離開斜面前的過程中小滑塊電勢能增加了0.8JD．在離開斜面前的過程中摩擦產(chǎn)生的熱量為2.2J13.如圖，光滑半圓形軌道與光滑斜面軌道在D處平滑連接，前者置于水平向外的勻強磁場中，有一帶正電小球從A處靜止釋放，且能沿軌道運動，并恰能通過半圓形軌道最高點C?，F(xiàn)若撤去磁場，使小球從靜止釋放仍能恰好通過半圓形軌道最高點，則釋放高度H′與原釋放高度H的關(guān)系是()A．H′＜H B．H′＝HC．H′＞H D．無法確定14．(多選)如圖所示，兩個半徑相同的半圓形光滑軌道分別豎直放在勻強磁場和勻強電場中，軌道兩端在同一高度上．兩個相同的帶正電小球(可視為質(zhì)點)同時分別從軌道的左端最高點由靜止釋放，M、N分別為兩軌道的最低點，則()A．兩小球到達軌道最低點的速度vM>vNB．兩小球到達軌道最低點時對軌道的壓力NM>NNC．兩小球第一次到達最低點的時間相同D．兩小球都能到達軌道的另一端15.（多選）如圖所示，絕緣劈兩斜面光滑且足夠長，它們的傾角分別為α、β（α＜β），處在垂直紙面對里的勻強磁場中，將質(zhì)量相等，帶等量異種電荷的小球A和B同時從兩斜面的頂端由靜止釋放，不考慮兩電荷之間的庫侖力，則（）A、在斜面上兩球做勻加速運動，且aAB、在斜面上兩球都做變加速運動C、兩球沿斜面運動的最大位移sAD、兩球沿斜面運動的時間t16.如圖所示，豎直平面xOy內(nèi)存在水平向右的勻強電場，場強大