高中物理第三章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力课后训练新人教版选修3_120171113244

第5节运动电荷在磁场中受到的力
课后训练
基础巩固
1．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
2．一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响），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
3．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所示，则( ）
A．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
4．一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．此空间一定不存在电场
C．此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度垂直
D．此空间可能同时有电场和磁场
5．如图所示，有一磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速度v 从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小和方向是( ）
A．B/v，竖直向上
B．B/v，水平向左
C．Bv，垂直于纸面向里
D．Bv，垂直于纸面向外
能力提升
6．如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，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物块问的摩擦力增大
7．如图所示，摆球带有负电的单摆在一匀强磁场中摆动。

匀强磁场的方向垂直于纸面向里。

摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则( ）
A．F1＞F2，a1=a2 B．F1＜F2，a1＝a2
C．F1＞F2，a1＞a2 D．F1＜F2，a1＜a2
8．如图所示，某空间存在着相互正交的匀强电场E和匀强磁场B，匀强电场方向水平向
右，匀强磁场方向垂直于纸面水平向里，E=，B=1 T。

现有一个质量m=2×10－6 kg，电荷量q=+2×10－6 C的液滴以某一速度进入该区域，恰能做匀速直线运动，求这个速度的大小和方向。

(g取10 m/s2）
参考答案
1．答案：D 点拨：静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力，所以A 错误；若运动电荷的v ∥B ，也不受洛伦兹力，所以B 错误，C 也错误；洛伦兹力的方向与速度方向始终垂直，可以改变电荷的运动方向，D 正确。

2．答案：D 点拨：速度方向沿磁感线方向时不受洛伦兹力。

3．答案：A 点拨：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偏离电流，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变。

4．答案：D 点拨：当空间只有匀强磁场，且电子的运动方向与磁场方向垂直时，受洛伦兹力作用，会发生偏转，C 不正确。

当空间既有电场又有磁场，且两种场力相互平衡时，电子不会发生偏转，A 、B 不正确，D 正确。

5．答案：C 点拨：使电子流经过磁场时不偏转，垂直运动方向合力必须为零，又因电子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里，故所受电场力方向必须垂直纸面向外，且与洛伦兹力等大。

Eq ＝qvB ，E ＝vB ；电子带负电，所以电场方向垂直于纸面向里。

6．答案：AC 点拨：以a 为研究对象，分析a 的受力情况：a 向左加速→受到的洛伦兹力方向向下且增大→对b 的压力增大；以a 、b 整体为研究对象，分析整体受的合力：b 对地面压力增大→b 受的摩擦力增大→整体合力减小→加速度减小；再分析a ：b 对a 的摩擦力是a 的合力，a 的加速度减小→a 的合力减小→a 、b 间的摩擦力减小。

7．答案：B 点拨：由于洛伦兹力不做功，所以从B 和A 到达C 点的速度大小相等，由a ＝v 2r
可得a 1＝a 2。

当由A 运动到C 时，以小球为研究对象受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律得，F 1＋F 洛－mg ＝ma ①
当由B 运动到C 时，受力分析如图乙所示，
由牛顿第二定律得，F 2－F 洛－mg ＝ma 。

由①②可得，F 2＞F 1，故B 正确。

8．答案：20 m/s ，方向与电场方向的夹角为60°斜向上
点拨：带电液滴的受力如图所示，为保证液滴做匀速直线运动，液滴所受洛伦兹力F 应与重力mg 和静电力qE 的合力反向；再由左手定则可确定速度v 的方向。

设速度v 与电场的夹角
为θ，则tan θ=qE mg
=
所以θ=60°。

又F =qvB =cos 60mg ︒
=2mg ，
2mg qB =20 m/s。

故v=。