2017_2018学年高中物理课时跟踪检测(二十三)运动电荷在磁场中受到的力新人教版选修3_1

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18学年高中物理课时跟踪检测(二十三)运动电荷在磁场中受到的力新人教版选修3_1

课时跟踪检测（二十三）运动电荷在磁场中受到的力1．(2015·海南高考)如图1，a是竖直平面P上的一点。

P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。

在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( )图1A．向上B．向下C．向左 D．向右解析：选A 条形磁铁的磁感线方向在a点为垂直P向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A正确。

2.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图2所示，则( )图2A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变解析：选A 由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力向右，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变。

3.在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图3所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是( )图3A．匀速直线运动B．来回往复运动C．变速直线运动 D．曲线运动解析：选A 通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，应做匀速直线运动。

4．(多选)如图4所示，用丝线吊一个质量为m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，若小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动，则两次经过O 点时( )图4A ．小球的动能相同B ．丝线所受的拉力相同C ．小球所受的洛伦兹力相同D ．小球的向心加速度相同解析：选AD 带电小球受到的洛伦兹力及绳的拉力跟速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O 点时速度大小不变，动能相同，选项A 正确；小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动，两次经过O 点时速度方向相反，由左手定则可知两次经过O 点时洛伦兹力方向相反，故绳的拉力大小不同，选项B 、C 错误；由a ＝v 2R可知向心加速度相同，选项D 正确。

2017-2018学年高中物理教科版选修3-1课时跟踪检测：(十三) 磁现象磁场 Word版含解析

课时跟踪检测（十三）磁现象磁场1．关于磁场的方向，下列叙述中不正确的是()A．磁感线上每一点的切线方向B．磁铁内部N极到S极的方向C．小磁针静止时北极所指的方向D．小磁针北极受力的方向解析：选B规定磁感线上每一点的切线方向与磁场的方向相同，故A正确；磁场的方向在磁铁的内部为S极到N极的方向，磁铁的外部是N极到S极的方向，故B错误；磁场的方向的规定：小磁针静止时北极所指的方向，或小磁针的北极受力的方向，故C、D 正确。

2．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A．磁感线只能形象地描述各点磁场的方向B．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的C．磁感线是磁场中客观存在的线D．磁感线总是从磁体的北极出发、到南极终止解析：选B磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，故A错误；磁极与磁极之间、电流与电流之间、磁极与电流之间的作用力是通过磁场发生作用的，故B正确；磁感线是一种假象的曲线，可以形象地描述磁场，故C错误；磁感线是闭合曲线，在磁体外部从N极出发进入S极，内部从S极到N极，故D错误。

3．下列关于磁感线的叙述，正确的说法是()A．磁感线是磁场中确实存在的一种曲线B．磁感线是根据磁场的性质人为地画出来的曲线C．磁感线总是从N极指向S极D．磁感线是由磁场中的铁屑形成的解析：选B磁感线是人们为了方便研究磁场而假想出来的曲线，不是客观存在的，故A错误，B正确；磁感线在磁体外部是从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极，形成一个闭合曲线，C错误；磁感线可以由磁场中的铁屑形成的曲线模拟，但模拟出来的曲线并不是磁感线，因为磁感线并不存在，故D错误。

4．磁性水雷是用一个可绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是() A．磁体的吸铁性B．磁极间的相互作用规律C．电荷间的相互作用规律D．磁场对电流的作用原理解析：选B同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。

[K12配套]2017_2018学年高中物理第3章磁场5运动电荷在磁场中受到的力课时作业新人教版选修3_1

第三章 5 运动电荷在磁场中受到的力基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．下面四幅图表示了磁感应强度B、电荷速度v和洛伦兹力F三者方向之间的关系，其中正确的是导学号 74700655( B )解析：根据左手定则，A中F方向应向下，B中F方向应向上，故A错、B对。

C、D中都是v∥B，F＝0，故C、D都错。

2．如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是导学号 74700656( C )A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动解析：不管通有什么方向的电流，螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应一直保持原运动状态不变。

3．(2016·湖南长郡中学高二上学期期中)显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。

设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由a 点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是导学号 74700657 ( C )解析：根据左手定则可以得知，电子开始上偏，故磁场的方向垂直纸面向外，方向为负，且逐渐减小，后来电子又下偏，磁场方向垂直纸面向里，方向为正，且逐渐增加，故C 正确，故选C 。

4．(2017·宁夏中卫一中高二上学期期末)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图。

平行金属板A 、B 之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B ，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)垂直于磁场B 的方向喷入磁场，每个离子的速度为v ，电荷量大小为q ，A 、B 两板间距为d ，稳定时下列说法中正确的是导学号 74700658( BC )A ．图中A 板是电源的正极B ．图中B 板是电源的正极C ．电源的电动势为BvdD ．电源的电动势为Bvq解析：等离子体进入磁场后，根据左手定则，知正离子向下偏，负离子向上偏。

2017_2018学年高中物理课时跟踪检测(二十)磁场对运动电荷的作用鲁科版选修3_1

课时跟踪检测（二十）磁场对运动电荷的作用1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是( )A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：选B 导线与磁场平行时不受安培力，A错。

洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，C错。

通电导线所受安培力的方向与磁场垂直，D错。

2．如图所示的是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动的速度v和磁场对电荷洛伦兹力F 的相互关系图，这四个图中画得不正确的是(B、v、F两两垂直)( )解析：选D 由左手定则可判断A、B、C正确，D错误。

3．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地点稍向东偏转C．相对于预定地点稍向西偏转D．相对于预定地点稍向北偏转解析：选B 地球表面的地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电荷，根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力的方向向东，所以相对预定地点稍向东偏，故B正确。

4.如图1所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是( )图1A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动解析：选C 电子的速度v∥B，F洛＝0，电子做匀速直线运动。

5.图2中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。

一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )图2A．向上B．向下C．向左D．向右解析：选B 根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，可得O点处的磁场方向向左，再根据左手定则判断带电粒子受到的洛伦兹力的方向向下。

2017-2018学年高中物理第三章磁场 3.5 运动电荷在磁场中受到的力检测新人教版选修3-

3.5 运动电荷在磁场中受到的力 C ．减小为原来的12 D ．增大为原来的2倍4．如下图所示是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图(其中B、F、v两两垂直)．其中正确的是( )【解析】此题主要考查左手定则及立体图象的辩认，利用左手定则可判断出D是正确的．【答案】D5．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图．电流方向如图所示，试判断正对读者而来的电子束将向哪边偏转( )A．向上B．向下C．向左D．向右【解析】把通电线圈等效为小磁铁，则左右两边的N极均在上方，所以在O点产生的磁场方向向下，由左手定则判断正对读者而来的电子束将向左偏转，故选C项．【答案】C6．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地点，稍向东偏转C．相对于预定地点，稍向西偏转D．相对于预定地点，稍向北偏转【解析】地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电．根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东．【答案】B如图所示，一个用细线悬吊着的带电小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直面内摆)点时，小球的加速度相同点时，悬线对小球的拉力相同点时，具有的动能相同点时，具有的速度相同带电小球在运动过程中，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球不管向何方向运动通过最低点时，速率v必然相等，动能相同，故正确．若小球带正电，在最低点向右和向左运动时，拉力分别为，同理，若小球带负电荷时，拉力也不相同，故的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为向垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动在长直螺线管中通入变化的电流i(电流的方向周期性改变的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是．来回往复运动通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，【答案】A2.一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，t1，水平射程为，水平射程为x2，着地速度为由左手定则知，小球落地前受到的洛伦兹力方向斜向上，使得竖直方向上的；而洛伦兹力的水平分量使水平分速度变大，时间又变长，故的大小相同，但方向不同．如图所示，磁流体发电机的极板相距d ＝0.2 m ，极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，用导线与两极板相连．电离气体以速率＝0.1 Ω，试求此发电机的最大输出功率为多少？qvB ＝qE ＝qU d，所以板间电压为＝220 V .时，电源的输出功率最大，最大输出功率为：摆球从静止摆到最低点的过程中，只有重力做功，洛伦兹力不做功，由动能定理有：。

配套K122017_2018学年高中物理课时跟踪检测二十二通电导线在磁场中受到的力新人教版选修3_1

课时跟踪检测（二十二）通电导线在磁场中受到的力1．一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将( ) A．保持原长B．收缩C．伸长 D．不能确定解析：选B 弹簧通电时，同向电流相吸，使得弹簧缩短，故B正确。

2．关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半解析：选B 根据左手定则可知：安培力的方向垂直于电流I和磁场B确定的平面，即安培力的方向既垂直于B又垂直于I，A错误，B正确；当电流I的方向平行于磁场B的方向时，直导线受到的安培力为零，当电流I的方向垂直于磁场B的方向时，直导线受到的安培力最大，可见，安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关，C错误；如图所示，电流I和磁场B垂直，直导线受到的安培力F＝BIL，将直导线从中点折成直角，分段研究导线受到的安培力，电流I和磁场B垂直，根据平行四边形定则可得，导线受到的安培力的合力为F′＝22BIL，D错误。

3．如图1所示四种情况中，匀强磁场磁感应强度大小相等，载流导体长度相同，通过的电流也相同，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的情况是( )图1A．甲、乙 B．甲、丙C．乙、丁 D．乙、丙解析：选C 对于甲图，磁场力F＝BIL cos 30°，方向垂直纸面向里；对于乙图，磁场力F＝BIL，方向沿纸面向下；对于丙图，磁场力F＝0；对于丁图，磁场力F＝BIL，方向垂直导体沿纸面斜向上，所以，答案为C。

4.如图2所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。

当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小和方向(平行于纸面)为( )图2A．BIl竖直向下 B．BIl竖直向上C．2BIl竖直向下 D．2BIl竖直向上解析：选B 导线在磁场内有效长度为2l sin 30°＝l，故该V形通电导线受到安培力大小为F＝BI2l sin 30°＝BIl，由左手定则可得方向竖直向上，则选项B正确。

高中物理选修3-1 运动电荷在磁场中受到的力课后作业(含解析)

运动电荷在磁场中受到的力课后作业一、选择题考点一洛伦兹力1．大量的带电荷量均为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为－q，速度反向但大小不变，且与磁场方向不平行，则洛伦兹力的大小方向均不变C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D．带电粒子受到的洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度就越小答案B解析带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关，还与其速度的方向有关，当速度方向与磁场方向在一条直线上时，不受磁场力作用，所以A、C、D错误；根据左手定则，不难判断B是正确的．2．关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是()A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零B．电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两互相垂直C．电子射线垂直进入磁场发生偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力答案D解析运动电荷的速度方向如果和磁场方向平行，运动电荷不受洛伦兹力作用，所以A错误；电荷运动方向不一定垂直于磁感应强度方向，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度方向，故B错误；洛伦兹力对运动电荷不做功，所以C错误；只有运动的电荷在磁场中运动方向与磁场方向不平行才受磁场力作用，所以电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力，故D正确．3．下列四副图关于各物理量方向间的关系中，正确的是()答案B解析由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故A错误；磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故B正确；由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，应为垂直纸面向外，故C错误；通电螺线管内部产生的磁场的方向沿螺线管的轴线的方向，由题图D可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，故D错误．4．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为()A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4答案C解析带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝q v B与电荷量成正比，与质量无关，C项正确．考点二带电粒子(带电体)在磁场中的运动5.电视显像管原理的示意图如图1所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()图1答案A解析电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的B－t图的图线应在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的B－t图的图线应在t轴上方，A正确．6．两个完全相同的带等量的正电荷的小球a和b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图2所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为t a、t b，则()图2A．t a＝t b B．t a＞t bC．t a＜t b D．条件不足，无法比较答案C解析a球进入匀强电场后，始终受到水平向右的电场力F电＝qE作用，这个力不会改变a 在竖直方向运动的速度，故它下落的总时间t a与没有电场时自由下落的时间t0相同．b球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向右的洛伦兹力作用，这个力只改变速度方向，会使速度方向向右发生偏转，又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直，当速度方向变化时，洛伦兹力的方向也发生变化，不再沿水平方向．如图所示为小球b在磁场中某一位置时的受力情况，从图中可以看出洛伦兹力F洛的分力F1会影响小球竖直方向的运动，使竖直下落的加速度减小(小于g)，故其下落的时间t b大于没有磁场时小球自由下落的总时间t0.综上所述，t a＜t b.7. (多选)如图3所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带正电荷的小球，管道半径略大于球体半径，整个管道处于方向与管道垂直的水平匀强磁场中；现给球施加一个水平向右的初速度v0，以后小球的速度随时间变化的图象可能正确的是()图3答案 ACD解析给小球施加一个水平向右的初速度，小球将受到向上的洛伦兹力，还受重力、可能有向后的滑动摩擦力；若重力小于洛伦兹力，小球受到向下的弹力，则受到摩擦力，做减速运动，当洛伦兹力等于重力时，做匀速运动，故C 正确．若重力大于洛伦兹力，小球受到向上的弹力，则受到摩擦力，将做减速运动，随洛伦兹力的减小，压力变大，摩擦力变大，加速度逐渐变大，最后速度为零，故D 正确．若洛伦兹力等于小球的重力，小球将做匀速直线运动，故A 正确．故选A 、C 、D.8．(多选)质量为m 、电荷量为q 的带正电小球，从倾角为θ的粗糙绝缘斜面(μ<tan θ)上由静止下滑，斜面足够长，整个斜面置于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B ，如图4所示．带电小球运动过程中，下面说法中正确的是( )图4A ．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动B ．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动C ．小球最终在斜面上匀速运动D ．小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力刚好为零时的速率为mg cos θBq答案 BD解析据题意，小球运动过程中受到重力、支持力、摩擦力和垂直斜面向上的洛伦兹力，小球加速度为：a ＝g sin θ－μ(mg cos θ－q v B )m，小球做加速运动，则加速度也增加，小球最终将脱离斜面，故选项A 、C 错误，选项B 正确；当小球对斜面压力为0时，有：mg cos θ－q v B＝0，速度为：v ＝mg cos θqB，故选项D 正确．考点三速度选择器和磁流体发电机9．(多选)如图5所示，水平放置的平行板电容器两板间有垂直纸面向里的匀强磁场，开关S 闭合时一带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板，重力不计．对相同状态入射的粒子，下列说法正确的是( )图5A ．保持开关闭合，若滑片P 向上滑动，粒子可能从下板边缘射出B ．保持开关闭合，若将磁场方向反向，粒子仍可能沿直线射出C ．保持开关闭合，若A 板向上移动后，调节滑片P 的位置，粒子仍可能沿直线射出D ．如果开关断开，调节滑片P 的位置，粒子可能继续沿直线射出答案 AC解析带电粒子匀速通过两板间，电场力和洛伦兹力相等．若开关闭合，滑片P 向上滑动，两板间电压减小，电场力减小，若粒子带负电则粒子向下偏转，A 正确．若开关闭合，磁场反向，洛伦兹力也反向，粒子不能沿直线射出，B 错误．开关闭合，A 板向上移动后，调节滑片P 的位置，可使电场强度不变，粒子仍可能沿直线射出，C 正确．开关断开，电容器通过滑动变阻器放电，粒子不再受电场力作用，也就不能沿直线射出，D 错误．10．(多选)目前世界上有一种新型发电机叫磁流体发电机，如图6表示它的原理：将一束等离子体(包含正、负离子)喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A 、B ，于是金属板上就会聚集电荷，产生电压．以下说法正确的是( )图6A ．B 板带正电B ．A 板带正电C ．其他条件不变，只增大射入速度，U AB 增大D ．其他条件不变，只增大磁感应强度，U AB 增大答案 ACD解析根据左手定则，正离子进入磁场受到的洛伦兹力向下，A 正确，B 错误．最后，离子受力平衡有qB v ＝q U AB d，可得U AB ＝B v d ，C 、D 正确．二、非选择题11．(带电体在磁场中的运动)质量为m 、带电荷量为＋q 的小球，用一长为l 的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，如图7所示，用绝缘的方法使小球位于能使悬线呈水平的位置A ，然后由静止释放，小球运动的平面与B 的方向垂直，小球第一次和第二次经过最低点C 时悬线的拉力F T1和F T2分别为多少？(重力加速度为g )图7答案 3mg －qB 2gl 3mg ＋qB 2gl解析小球由A 运动到C 的过程中，洛伦兹力始终与v 的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mgl ＝12m v C 2，解得v C ＝2gl . 在C 点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图甲所示．由牛顿第二定律，有F T1＋F 洛－mg ＝m v C 2l，又F 洛＝q v C B ，所以F T1＝3mg －qB 2gl . 同理可得小球第二次经过C 点时，受力情况如图乙所示，所以F T2＝3mg ＋qB 2gl .12．(带电体在磁场中的运动)如图8所示，质量为m ＝1 kg 、电荷量为q ＝5×10－2 C 的带正电荷的小滑块，从半径为R ＝0.4 m 的光滑固定绝缘14圆弧轨道上由静止自A 端滑下．整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中．已知E ＝100 V /m ，方向水平向右，B ＝1 T ，方向垂直纸面向里，g ＝10 m/s 2.求：图8(1)滑块到达C 点时的速度；(2)在C 点时滑块所受洛伦兹力；(3)在C 点滑块对轨道的压力．答案 (1)2 m/s ，方向水平向左(2)0.1 N ，方向竖直向下(3)20.1 N ，方向竖直向下解析以滑块为研究对象，自轨道上A 点滑到C 点的过程中，受重力mg ，方向竖直向下；电场力qE ，方向水平向右；洛伦兹力F 洛＝q v B ，方向始终垂直于速度方向；轨道的支持力F N 的方向始终指向圆心．(1)滑块从A 到C 的过程中洛伦兹力和支持力不做功，由动能定理得mgR －qER ＝12m v C 2 得v C ＝2(mg －qE )R m＝2 m/s ，方向水平向左． (2)根据洛伦兹力公式得：F 洛＝q v C B ＝5×10－2×2×1 N ＝0.1 N ，方向竖直向下．(3)在C 点，由牛顿第二定律得F N －mg －q v C B ＝m v C 2R得：F N ＝mg ＋q v C B ＋m v C 2R＝20.1 N 由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为20.1 N ，方向竖直向下．。

人教版物理选修3-1：《运动电荷在磁场中受到的力》课时训练(含答案)

运动电荷在磁场中受到的力课时训练1.关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是( )A.F、B、v三者必定均保持垂直B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F、v,但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于 B答案:B解析:本题考查公式F=qvB中各物理量的关系。

由左手定则可知F⊥B,F⊥v,B 与v可以不垂直,故B正确,A、C、D错误。

2.如图所示,在真空中,水平直导线中有恒定电流I通过,导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同,则质子可能的运动情况是( )A.沿路径a运动B.沿路径b运动C.沿路径c运动D.沿路径d运动答案:B解析:由安培定则,电流在正下方产生的磁场方向指向纸外,由左手定则,质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上,则质子的轨迹必定向上弯曲,因此选项C、D必错;由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直,故其运动轨迹必定是曲线,则选项B正确,选项A错误。

3.如图所示,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中,空气阻力不计,当小球分别从A点和B点(A、B两点处于同一水平线上)向最低点O运动且两次经过O点时( )A.小球的动能相同B.丝线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度大小相等答案:AD解析:带电小球受到洛伦兹力和丝线的拉力与速度方向时刻垂直,对小球不做功,只改变速度方向,不改变速度大小,只有重力做功,故两次经过O点时速度大小不变,动能相同,A正确;小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时速度方向相反,由左手定则可知两次过O点时洛伦兹力方向相反,丝线的拉力大小也就不同,故B、C错;由a=可知向心加速度大小相等,D正确。

4.如图所示为一“滤速器”装置的示意图。

a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。

为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO'运动,由O'射出。

2017年高中物理一轮复习课时跟踪检测二十三带电粒子

课时跟踪检测（二十三）带电粒子在电场中的运动对点训练：平行板电容器的动态分析1．(2017·宁波二模)如图所示，a 、b 为平行金属板，静电计的外壳接地，合上开关S 后，静电计的指针张开一个较小的角度，能使角度增大的办法是( )A ．使a 、b 板的距离增大一些B ．使a 、b 板的正对面积减小一些C ．断开S ，使a 、b 板的距离增大一些D ．断开S ，使a 、b 板的正对面积增大一些解析：选C 开关S 闭合，电容器两端的电势差不变，则静电计指针的张角不变，故A 、B 错误；断开S ，电容器所带的电量不变，a 、b 板的距离增大，则电容减小，根据U ＝Q C知，电势差增大，则指针张角增大，故C 正确；断开S ，电容器所带的电量不变，a 、b 板的正对面积增大，电容增大，根据U ＝Q C知，电势差减小，则指针张角减小，故D 错误。

2．(2017·衡水调研)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，两板间有一个正检验电荷固定在P 点，如图所示，以C 表示电容器的电容、E 表示两板间的场强、φ表示P 点的电势，W 表示正电荷在P 点的电势能，若正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离l 0，则下列关于各物理量与负极板移动距离x 的关系图像中正确的是( )解析：选C 由C ＝εr S4πkd 知，C 与两极板间距离d 成反比，C 与x 不是线性关系，A 错；电容器充电后与电源断开，电荷量不变，由C ＝εr S 4πkd 、Q ＝CU 、U ＝Ed 得E ＝4πkQεr S 是定值，B错；因负极板接地，电势为零，所以P 点电势为φ＝E (L －x )，L 为P 点到负极板的初始距离，E 不变，φ随x 增大而线性减小，C 对；由W ＝q φ知W 与电势φ变化情况一样，D 错。

3．(多选)如图所示，平行板电容器与电动势为E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接地。

一带电油滴位于电容器中的P 点且恰好处于平衡状态。

专题3-5 运动电荷在磁场中受到的力-试题君之K三关2017-2018学年高二物理选修3-1 含解析精品

第三章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力一、洛伦兹力1．定义：磁场对的作用。

2．与安培力的关系：安培力是大量运动电荷受到洛伦兹力的表现。

二、洛伦兹力的大小和方向1．洛伦兹力的方向用左手定则判断：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让从掌心进入，并使四指指向运动的方向，这时就是运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

2．洛伦兹力的大小（1）公式：F= 。

式中θ为v与B的夹角。

（2）特殊情况①当θ=90°即v⊥B时，F= 。

②当θ=，即v∥B时，F=0。

即v与B平行时，运动电荷不受洛伦兹力。

3．洛伦兹力不做功洛伦兹力的方向既于磁场，又于电荷运动的速度，根据做功的条件可以推断：洛伦兹力对运动电荷。

三、电视显像管的工作原理电视显像管应用了电子束的道理。

显像管中有一个，工作时它能发射，荧光屏被电子束撞击就能发光。

在偏转区的方向和方向都有偏转磁场，其、都在不断地变化。

运动电荷宏观磁感线正电荷拇指所指的方向 s i n q v B qvB 0°或180°垂直垂直不做功磁偏转阴极电子水平竖直方向强弱一、洛伦兹力和电场力的比较小球可在棒上滑动。

现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球所带电荷量不变，在小球由静止下滑的过程中A ．小球的加速度一直增大B ．小球的速度一直增大，直到最后匀速C ．小球的速度先增大，再减小，直到停止运动D ．棒对小球的弹力一直减小参考答案：B试题解析：小球下落时受力分析如图所示。

开始下落时，电场力大于洛伦兹力，弹力向左，在下落过程中，随着速度的增加，洛伦兹力增大，弹力减少，从而导致摩擦力减少，下落的加速度增大，总有一时刻，洛伦兹力等于电场力，此时弹力为零，摩擦力为零，加速度达到最大值为g ，再下落时，洛伦兹力大于电场力，弹力向右，随着速度的增加，洛伦兹力增大，弹力也增大，从而摩擦力增大，加速度减小，AD错误；当摩擦力增大到与小球的重力相等时，小球开始匀速下落，且一直匀速运动下去，B正确，C错误。

运动电荷在磁场中受到的力课时作业(含解析) (4)

5 运动电荷在磁场中受到的力基础巩固1．阴极射线管中电子流向由左向右，其上方放置一根通有如图3－5－16所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将()图3－5-16 A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转D．向纸外偏转解析：由安培定则，电流在其下方所产生的磁场方向垂直纸面向里，由左手定则，电子流所受洛伦兹力向下，故向下偏转，则选B.答案：B2．一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()A．此空间一定不存在磁场B．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行C．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直D．此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度垂直解析：由洛伦兹力可知：当v的方向与磁感应强度B的方向平行，运动电荷不受洛伦兹力作用，因此电子未发生偏转，不能说明此空间一定不存在磁场，只能说明此空间可能有磁场，磁场方向与电子速度方向平行，则选项B正确．此空间也可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零．则选项D正确．答案：BD3．如图3－5－17所示，一带负电的滑块从绝缘图3－5－17粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v ，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率为( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．条件不足，无法判断解析：加上磁场后，滑块受一垂直斜面向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变大，做负功值变大，而洛伦兹力不做功，重力做功恒定，由能量守恒可知，速率变小．答案：B4．带电油滴以水平速度v 0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图3－5－18所示，若油滴质量为m ，磁感应强度为B ，则下述说法正确的是( )A ．油滴必带正电荷，电荷量为2mg /v 0B B ．油滴必带负电荷，比荷q /m ＝g /v 0BC ．油滴必带正电荷，电荷量为mg /v 0BD ．油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝mg /v 0B解析：油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，其电荷量q ＝mgv 0B ，C 正确．答案：C5．如图3－5－19所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将 ( )A ．向外偏转B ．向里偏转C ．向上偏转D ．向下偏转解析：由右手定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外．难度易．图3－5－18图3－5－19答案：A6．一个带正电的微粒(重力不计)穿过如图3－5－20所示的匀强磁场和匀强电场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时应采用的办法是( )A ．增大电荷质量B ．增大电荷电荷量C ．减小入射速度D ．增大磁感应强度解析：粒子在穿过这个区域时所受的力为：坚直向下的电场力Eq 和竖直向上的洛伦兹力q v B ，且此时Eq ＝q v B .若要使电荷向下偏转，需使Eq >q v B ，则减小速度v 、减小磁感应强度B 或增大电场强度E 均可．答案：C7．如图3－5－21所示，ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB 为倾斜直轨道，BC 为与AB 相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB 上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则( )A ．经过最高点时，三个小球的速度相等B ．经过最高点时，甲球的速度最小C ．甲球的释放位置比乙球的高D ．运动过程中三个小球的机械能均保持不变解析：三个小球在运动过程中机械能守恒，对甲有q v 1B ＋mg ＝m v 12r ，对乙有mg －q v 2B ＝m v 22r ，对丙有mg ＝m v 32r ，可判断A 、B 错，C 、D 对；选C 、D.本题中等难度．答案：CD图3－5－20图3－5－21知能提升8．目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如图3－5－22所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为()A.nebUI，M正、N负 B.neaUI，M正、N负C.nebUI，M负、N正 D.neaUI，M负、N正解析：由左手定则知，金属中的电子在洛伦兹力的作用下将向前侧面聚集，故M负、N正．由F电＝F洛即Ua e＝Be v，I＝ne v S＝ne v ab，得B＝nebUI.答案：C9．如图3－5－23所示，一个质量为m、带正电荷量为q的带电体，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直，请回答：(1)能沿下表面滑动，物体速度的大小和方向应满足什么条件？(2)若物体以速度v0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做了多少功？解析：(1)若物体沿下表面滑动，则洛伦兹力一定向上，根据左手定则，速度方向向右．当物体沿下表面滑动时，满足q v B≥mg图3－5－22图3－5－23解得v≥mgqB.(2)运动过程中，洛伦兹力和重力不做功．当v＝mgqB时，mg＝q v B，摩擦力消失，由动能定理，克服摩擦力做的功W＝12m v02－12m v2＝12m⎣⎢⎡⎦⎥⎤v02－⎝ ⎛⎭⎪⎫mgqB2.答案：(1)向右v≥mg qB(2)12m⎣⎢⎡⎦⎥⎤v02－⎝ ⎛⎭⎪⎫mgqB210．质量为m，带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图3－5－24所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小．(2)磁感应强度的大小，该带电粒子带何种电荷．解析：(1)带电粒子做匀速直线运动，经受力分析(受力图如下图)可知该粒子一定带正电．由平衡条件得：mg sin 45°＝Eq sin 45°，所以E＝mgq.(2)由平衡条件得mgcos 45°＝q v B所以B＝2mgq v.图3－5－24mgq(2)2mgq v正答案：(1)。

运动电荷在磁场中受到的力课时作业(含解析) (40)

高中物理洛伦兹力的大小计算及方向的判断（答题时间：30分钟）1. 关于电荷所受洛仑兹力和电场力，正确的说法是（）A. 电荷在磁场中一定受洛仑兹力作用B. 电荷在电场中一定受电场力作用C. 电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致D. 电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反2. 如图所示，重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场，对该带电粒子进入磁场后的运动情况，以下判断正确的是（）A. 粒子向上偏转B. 粒子向下偏转C. 粒子不偏转D. 粒子很快停止运动3. 如图甲，将一带电物块无初速度地放上皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F 的过程中，其v t 图象如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5 s，关于带电物块及其运动过程的说法正确的是（）A. 该物块带负电B. 皮带轮的传动速度大小一定为lm／sC. 若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移D. 在2s～4.5s内，物块与皮带仍可能有相对运动4. 如图所示，空间内有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m=0.1 kg、带正电q = 0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，现对木板施加方向水平向左，大小为F=0.6 N的恒力，g取10 m/s2，则滑块（）A. 开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动B. 一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动，直到滑块飞离木板为止C. 速度为6m/s时，滑块开始减速D. 最终做速度为10m/s的匀速运动5. 如图所示，套在很长的绝缘直棒上的圆环，质量为1.0×10-4 kg，带4.0×10-4 C的正电荷，圆环在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E＝10 N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向为垂直于纸面向里，圆环与棒间的动摩擦因数为μ＝0.2（设圆环在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10 m/s2），则下列说法正确的是（）A. 圆环由静止沿棒竖直下落的最大加速度为10m/s2B. 圆环由静止沿棒竖直下落的最大速度为2m/sC. 若磁场的方向反向，其余条件不变，圆环由静止沿棒竖直下落的最大加速度为5m/s2D. 若磁场的方向反向，其余条件不变，圆环由静止沿棒竖直下落的最大速度为45m/s6. 如图所示，界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E，在PQ上方有一个带正电的小球A自O由静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面。

高二物理《运动电荷在磁场中受到的力》练习题及答案

高二物理《运动电荷在磁场中受到的力》练习题及答案要对知识真正的精通就必须对知识进行活学活用，下面是查字典物理网为大家带来的运动电荷在磁场中受到的力练习题及答案，希望大家通过这个能真正的对知识灵活运用。

1.(2009年高考广东理基卷)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析：选B.洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的动能，因此B正确.2.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地点，稍向东偏转C.相对于预定地点，稍向西偏转D.相对于预定地点，稍向北偏转解析：选B.本题考查判断洛伦兹力的方向，质子是氢原子核，带正电，地球表面地磁场方向由南向北.根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东，故正确答案为B.3.图3-5-16图3-5-16为一“滤速器”装置的示意图.a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动，由O′射出，不计重力作用.可能达到上述目的的办法是( )A.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外解析：选AD.要使电子沿直线OO′运动，则电子在竖直方向所受电场力和洛伦兹力平衡，若a板电势高于b板，则电子所受电场力方向竖直向上，其所受洛伦兹力方向必向下，由左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里，故A选项正确.同理可判断D选项正确.4.图3-5-17从地面上方A点处自由落下一带电荷量为+q、质量为m的粒子，地面附近有如图3-5-17所示的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，这时粒子的落地速度大小为v1，若电场不变，只将磁场的方向改为垂直纸面向外，粒子落地的速度大小为v2，则( )A.v1>v2? ?B.v1C.v1=v2? ?D.无法判定解析：选A.带电粒子落下后，受重力、电场力、洛伦兹力的作用，洛伦兹力的方向跟运动方向垂直，不做功.重力做功都一样，但电场力做功有区别.若磁场方向向里，粒子落下后沿电场力方向移动的距离大，电场力做功多，故v1>v2.故答案A正确.5.图3-5-18一种测量血管中血流速度仪器的原理如图3-5-18所示，在动脉血管左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极并连接电压表，设血管直径是2.0 mm，磁场的磁感应强度为0.08 T，电压表测出的电压为0.10 mV，则血流速度大小为多少?(取两位有效数字)解析：血液中的运动电荷在洛伦兹力作用下偏转，在血管壁上聚集，在血管内形成一个电场，其方向与磁场方向垂直，运动电荷受的电场力与洛伦兹力平衡时，达到了一种稳定状态.qUd=qvB，所以v=UdB=0.10×10-3 V2.0×10-3 m×0.08 T≈0.63 m/s.答案：0.63 m/s一、选择题1.(2019年佛山高二检测)下列说法中正确的是( )A.电荷在磁场中一定受到洛伦兹力B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C.某运动电荷在某处未受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定为零D.洛伦兹力可以改变运动电荷的运动方向答案：D2.一个长螺线管中通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，不计重力，粒子将在管中( )A.做圆周运动B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动答案：D3.(2019年东台高二检测)如图3-5-19所示，用丝线图3-5-19吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时( )A.小球的动能相同B.丝线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度相同解析：选AD.带电小球受到洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O点时速度大小不变，动能相同，A正确;小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次过O点洛伦兹力方向相反，绳的拉力大小也就不同，故B、C错;由a=v2R 可知向心加速度相同，D正确.4.图3-5-20长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图3-5-20所示，则下面说法正确的是( )A.金属块上下表面电势相等B.金属块上表面电势高于下表面电势C.金属块上表面电势低于下表面电势D.无法比较两表面的电势高低解析：选C.由左手定则知自由电子所受洛伦兹力方向向上，即自由电子向上偏，所以上表面电势比下表面低.5.图3-5-21(2019年长春高二检测)在方向如图3-5-21所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区中，一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v0射入场区，设电子射出场区时的速度为v，则( )A.若v0>E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v>v0B.若v0>E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度vC.若v0v0D.若v0解析：选BC.不计电子的重力，电子受到向上的电场力qE和向下的洛伦兹力qv0B，当v0>EB，即qv0B>qE时，电子将向下偏，轨迹为Ⅱ，电场力做负功，洛伦兹力不做功，射出场区时，速度vv0，当v0=EB时，电子将沿直线水平向右飞出.故答案为B、C.6.图3-5-22如图3-5-22所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上.设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1;若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.则下列结论不正确的是( ) xA.x1>x2? ?B.t1>t2C.v1>v2? ?D.v1和v2相同答案：CD7.图3-5-23如图3-5-23所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒AB从高h处自由下落，则( )A.A端先着地B.B端先着地C.两端同时着地D.以上说法均不正确解析：选B.AB棒中自由电子随棒一起下落，有向下的速度，并受到向左的洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，B端带正电.A端受到向上静电力，B端受到向下静电力，B端先着地.8.图3-5-24(2019年郑州高二检测)如图3-5-24所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物体，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段( )A.a、b一起运动的加速度减小B.a、b一起运动的加速度增大C.a、b物块间的摩擦力减小D.a、b物块间的摩擦力增大解析：选AC.(1)以a为研究对象，分析a的受力情况a向左加速，受洛伦兹力方向向下，对b的压力增大(2)以a、b整体为研究对象，分析整体受的合外力b对地面压力增大，b受的摩擦力增大，整体合外力减小，加速度减小;(3)再分析a、b对a的摩擦力是a的合外力a的加速度减小，a的合外力减小，a、b间的摩擦力减小.9.图3-5-25如图3-5-25所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B 中.现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是( )A.始终做匀速运动B.开始做减速运动，最后静止于杆上C.先做加速运动，最后做匀速运动D.先做减速运动，最后做匀速运动解析：选ABD.带电滑环向右运动所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关.由于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力等于重力时，则滑环做匀速运动;(2)当洛伦兹力小于重力时，滑环将做减速运动，最后停在杆上;(3)当洛伦兹力开始时大于重力时，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压力为零时，摩擦力为零，滑环做匀速运动.二、计算题10.如图3-5-26所图3-5-26示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图.K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速率大小不一.当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是向外?(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?解析：(1)由题图可知，平行板产生的电场强度E方向向下，使带负电的电子受到的电场力FE=eE方向向上.若没有磁场，电子束将向上偏转.为了使电子能够穿过小孔S，所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的.根据左手定则分析得出，B的方向垂直于纸面向里.(2)电子受到的洛伦兹力为FB=evB，它的大小与电子速率v 有关.只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子，才可沿直线KA通过小孔S.据题意，能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evB=eE，解得：v=EB.又因为E=Ud，所以v=UBd，将U=300 V，B=0.06 T，d=0.05 m代入上式，得v=105 m/s即只有速率为105 m/s的电子可以通过小孔S.答案：(1)向里 (2)105 m/s11.图3-5-27(探究创新)如图3-5-27所示，AB为一段光滑绝缘水平轨道，BCD为一段光滑的圆弧轨道，半径为R，今有一质量为m、带电量为+q的绝缘小球，以速度v0从A点向B点运动，后又沿弧BC做圆周运动，到C点后由于v0较小，故难运动到最高点.如果当其运动至C点时，忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场，使其能运动到最高点，此时轨道弹力为零，且贴着轨道做匀速圆周运动，求：(1)匀强电场的方向和强度;(2)磁场的方向和磁感应强度.(3)小球到达轨道的末端点D后，将做什么运动?解析：小球到达C点的速度为vC，由动能定理得：-mgR=12mvC2-12mv02，所以vC=v02-2gR.在C点同时加上匀强电场E和匀强磁场B后，要求小球做匀速圆周运动，对轨道的压力为零，必然是沦洛兹力提供向心力，且有qE=mg，故匀强电场的方向应为竖直向上，大小E=mgq.由牛顿第二定律得：qvcB=mvC2R，所以B=mvCqR=m v02-2gR，B的方向应垂直于纸面向外.小球离开D点后，由于电场力仍与重力平衡，故小球仍然会在竖直平面内做匀速圆周运动，再次回到BCD轨道时，仍与轨道没有压力，连续做匀速圆周运动.答案：见解析12.如图3-5-28所图3-5-28示，套在很长的绝缘直棒上的带正电的小球，其质量为m，带电荷量为+q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为E，磁感应强度为B，小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速度(设小球电荷量不变).解析：小球下滑的开始阶段受力情况如图甲所示，根据牛顿第二定律有：mg-μFN=ma，且FN=F电-F洛=qE-qvB，当v增大到使F洛=F电，即v1=EB时，摩擦力F=0，则amax=g. 当v>v1时，小球受力情况如图乙所示，由牛顿第二定律有：mg-μFN=ma，且FN=F洛-qE，F洛=qvB，当v大到使摩擦力F=mg时，a=0，此时v达到最大值，即：mg=μ(qvmaxB-qE)，所以vmax=mg+μqEμqB.答案：g mg+μqEμqB查字典物理网为大家推荐的运动电荷在磁场中受到的力练习题及答案，大家仔细阅读了吗?更多同步练习，尽在查字典物理网。

高中物理课时作业(二十)运动电荷在磁场中受到的力(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高中选修3-

课时作业(二十) 运动电荷在磁场中受到的力一、单项选择题1．如下说法正确的答案是( )A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，如此该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D．洛伦兹力对带电粒子不做功解析：运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力F＝qvB sinθ，所以F的大小不但与q、v、B 有关系，还与v的方向与B的夹角θ有关系，当θ＝0°或180°时，F＝0，此时B不一定等于零，所以A、B错误；又洛伦兹力与粒子的速度始终垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，粒子的动能也就不变，但粒子速度方向改变，所以C错、D对．答案：D2．来自宇宙的质子流，以与地球外表垂直的方向射向赤道上空的某一点，如此这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地点，稍向东偏转C．相对于预定地点，稍向西偏转D．相对于预定地点，稍向北偏转解析：地球外表地磁场方向由南向北，质子带正电，根据左手定如此可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东，B正确．答案：B3．(2017·河北省沙河月考)如图是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在如下措施中可采用的是( )A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向解析：电子沿x轴正方向运动，如此电流沿x轴负方向；要使电子偏向z轴负方向，如此电子所受洛伦兹力或电场力应沿z轴负方向；由此可知磁场方向沿y轴正方向或电场方向沿z轴正方向，B正确．答案：B二、多项选择题4．如下说法正确的答案是( )A．所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B．所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用C．一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用D．运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到磁场力的作用解析：电荷在电场中均受电场力，A对；运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力F＝qvB，v 是垂直于B的分量，当v与B平行时，不受洛伦兹力，B、C错，D对．答案：AD5．如下列图，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如下列图的匀强磁场B中．现给滑环一个水平向右的瞬时速度，如此滑环在杆上的运动情况可能是( )A．始终做匀速运动B．先做减速运动，最后静止在杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动解析：带电滑环向右运动所受洛伦兹力的方向向上，其大小与滑环的初速度大小有关．由于滑环的初速度大小未具体给出，所以洛伦兹力与滑环的重力可能出现三种不同的关系，但不可能先做加速运动，应当选A、B、D.答案：ABD6．如下列图，两个半径一样的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个一样的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M 、N 为轨道的最低点，以下说法正确的答案是( )A ．两小球第一次到达轨道最低点时的速度v M >v NB ．两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力F M >F NC ．小球第一次到达M 的时间大于到达N 的时间D ．在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能解析：小球在磁场中到达轨道最低点的过程中只有重力做功，v M ＝2gR .在电场中到达轨道最低点的过程中，重力做正功，电场力做负功，根据动能定理得mgR －qER ＝12mv 2N ，v N ＝2gR －2qER m，所以v M >v N ；设两轨道左端最高点分别为X 、Y ，因为XM ＝YN ，所以该过程所用时间t M <t N ，故A 正确、C 错误；根据能量守恒定律知，D 正确；两小球第一次到达最低点时，在M 点 F ′M ＝mg ＋qv M B ＋m v 2M R ，在N 点F ′N ＝mg ＋m v 2N R，不难看出，F ′M >F ′N ，由牛顿第三定律可知F M ＝F ′M ，F N ＝F ′N ，所以B 项正确．答案：ABD三、非选择题7.质量为m ，带电荷量为q 的微粒，以速度v 与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如下列图，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷．(2)磁感应强度的大小．解析：(1)微粒做匀速直线运动，所受合力必为零，微粒受重力mg ，电场力qE ，洛伦兹力qvB ，受力如下列图，qE ＝mg ，如此电场强度E ＝mg q . 微粒所受电场力方向与电场方向一样，所以微粒带正电．(2)由于合力为零，如此qvB ＝2mg ，所以B ＝2mg qv. 答案：(1)mg q 正电 (2)2mg qv8.一个质量为m ＝0.1 g 的小滑块，带有q ＝5×10－4C 的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如下列图，小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面．求：(取g ＝10 m/s 2)(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面的长度至少多长？解析：(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg 、斜面支持力F N 和洛伦兹力F .假设要小滑块离开斜面，洛伦兹力F 方向应垂直斜面向上，根据左手定如此可知，小滑块应带有负电荷．(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有qvB ＋F N －mg cos α＝0当F N ＝0时，小滑块开始脱离斜面所以v ＝mg cos αBq ＝0.1×10－3×10×320.5×5×10－4 m/s＝2 3 m/s≈3.46 m/s.(3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：mgx sin α＝12mv 2斜面的长度至少应是x ＝v 22g sin α＝2322×10×0.5m ＝1.2 m. 法二：下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块：由牛顿第二定律得：mg sin α＝ma 由运动学公式得：v 2＝2ax .解得x ＝v 22g sin α＝1.2 m.答案：(1)带负电 (2)3.46 m/s(3)1.2 m。

(完整版)高中物理专题3.5运动电荷在磁场中受到的力课时同步试题新人教版选修3_1

第 5 节运动电荷在磁场中遇到的力1．对于洛伦兹力，以下说法正确的选项是A．电荷处于磁场中必定遇到洛伦兹力B．运动电荷在磁场中必定遇到洛伦兹力C．某运动电荷在某处未遇到洛伦兹力，该处的磁感觉强度必定为零D．洛伦兹力可改变运动电荷的运动方向【答案】 D【分析】电荷处于磁场中，不遇到洛伦兹力，因为电荷没有运动，故 A 错误；运动电荷在磁场中平行于磁场方向时，则不受洛伦兹力，故BC 错误；依据左手定章可知，洛伦兹力垂直于速度的方向，则必定改变运动电荷的运动方向，故 D 正确。

2．一电子进入如右图所示的匀强磁场，在某一时辰电子的速度正好是竖直向上，则电子在此时所受洛伦兹力的方向是A．向左 B．向右C．垂直纸面向外D．垂直纸面向内【答案】 D3．如图一带正电的离子束沿图中箭头方向经过两磁极间时，遇到洛伦兹力的方向A．向上B．向下C．向 N极D．向S极【答案】 A【分析】张开左手，使拇指与其他四指垂直，而且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

两磁极间磁感线从N 指向 S，由左手定章可知 A 项说法正确，BCD项说法错误，应选A。

4．下边四幅图表示了磁感觉强度B、电荷速度v 和洛伦兹力 F 三者方向之间的关系，此中正确的选项是【答案】 B【分析】由左手定章可知， A 中洛伦兹力方向向下，故 A 错误； C 中洛伦兹力方向外，故 C 错误； D 中不受洛伦兹力，故 D 错误。

5．一个长螺线管中通有大小和方向都在不停变化的电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，若不计重力，粒子将在管中A．做圆周运动B．沿轴线往返运动C．做匀加快直线运动D．做匀速直线运动【答案】 D【分析】带电粒子平行磁场方向飞入磁场，不受磁场力作用，故做匀速直线运动， D 正确。

6．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动。

以下说法正确的选项是A．速率越大，周期越大B．速率越小，周期越大C．速度方向与磁场方向平行D．速度方向与磁场方向垂直【答案】 D粒子在磁场中做圆周运动的周期与速率没关，则AB 错误；由左手定章可确立带电粒子做匀速圆周运动时，速度方向与磁场的方向垂直，则 C 错误， D 正确。

运动电荷在磁场中受到的力检测卷(含答案)

运动电荷在磁场中受到的力1．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。

下列表述正确的是()A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析：带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力始终与其运动方向垂直，故洛伦兹力不会对带电粒子做功，即不改变带电粒子的动能，或不改变带电粒子的速度大小，只改变其速度方向，A、D错，B对。

据F＝q v B知，洛伦兹力大小与带电粒子的速度大小有关，C错。

答案：B2．如图24－1所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()图24－1A．沿路径a运动B．沿路径b运动C．沿路径c运动D．沿路径d运动解析：由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上。

则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误。

答案：B图24－23．如图24－2所示，在阴极射线管正上方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会()A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转D．向纸外偏转解析：阴极射线管处于垂直纸面向里的磁场中，电子向右运动，由左手定则可知，将向下偏转。

答案：B4．下列有关带电粒子运动的说法中正确的是(不计重力)( )A ．沿着电场线方向飞入匀强电场，动能、速度都变化B ．沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能、速度都不变C ．垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能、速度都变化D ．垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，速度不变，动能改变解析：带电粒子沿电场线飞入匀强电场将会加速或减速，故A 正确；当沿磁感线方向飞入匀强磁场时所受洛伦兹力为零，故B 正确；当垂直进入磁场时，速度大小不会变而方向会改变，故C 、D 错。

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