高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到的力课后训练新人教选修

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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＝a2C．F1＞F2，a1＞a2 D．F1＜F2，a1＜a28．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。

高中物理第三章5第5节运动电荷在磁场中受到的力练习含解析新人教版选修311028219

高中物理第三章5第5节运动电荷在磁场中受到的力练习含解析新人教版选修311028219运动电荷在磁场中受到的力(建议用时：40分钟)【A组基础巩固】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：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，故选B.2．有一个通入交变电流的螺线管如图所示，当电子以速度v沿着螺线管的轴线方向飞入螺线管后，它的运动情况将是( )A．做匀速直线运动B．做匀加速直线运动C．做匀减速直线运动D．做往复的周期运动解析：选A.因为此时B∥v，所以电子受到的洛伦兹力为零．故选项A正确．3．如图是电子射线管的示意图．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，在下列措施中可采用的是( )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：选B.电子由阴极射向阳极，等效电流方向为由阳极流向阴极，根据左手定则判断磁场方向应为沿y轴正方向，A错误，B正确．加电场时，电子受力方向与电场线方向相反，故电场应沿z轴正方向，C、D错误．4.如图所示，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( ) 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运动解析：选B.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必错误；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．5.如图，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( )A．向上B．向下C．向左D．向右解析：选A.P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，可知条形磁铁的磁场的方向向外，电子向右运动，由左手定则可知，电子受到的条形磁铁对电子的作用力的方向向上．6．(多选)(2019·江苏淮安高二检测)关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是( )A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B．电荷在电场中一定受电场力作用C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D．电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直解析：选BD.电荷在电场中一定受电场力作用，但在磁场中，只有电荷运动并且运动方向与磁场方向不平行时才受磁场力作用，A错，B对．电荷受电场力的方向与电场方向相同或相反，电荷若受磁场力，则磁场力方向与磁场方向一定垂直，C错，D对．7．如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流电时，形成的磁场如图所示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将( )A．向上偏转B．向下偏转C．向左偏转D．向右偏转解析：选D.由安培定则可知，线圈在纸面内中心点的磁场方向向下，由左手定则知电子所受洛伦兹力方向向右，故向右偏转，D正确．8．如图所示，在竖直绝缘的水平台上，一个带正电的小球以水平速度v 0抛出，落在地面上的A 点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，小球仍能落到地面上，则小球的落点( )A ．仍在A 点B ．在A 点左侧C ．在A 点右侧D ．无法确定解析：选C.小球在运动中任一位置的受力如图所示，小球此时受到了斜向上的洛伦兹力的作用，小球在竖直方向的加速度a y ＝mg －qvB cos θm<g ，故小球在空中做曲线运动的时间将增加，同时水平方向上加速，故落点应在A 点的右侧，选项C 正确．【B 组素养提升】9．(多选)如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m ，所带的电荷量为q ，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向外，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中( )A ．小球加速度一直增加B ．小球速度一直增加，直到最后匀速C ．棒对小球的弹力一直减小D ．小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变解析：选BD.小球由静止开始下滑，受到向左的洛伦兹力不断增加．在开始阶段，洛伦兹力小于向右的静电力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增加，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向上小球受到重力和摩擦力作用加速运动，其加速度逐渐增加．当洛伦兹力等于静电力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消失，小球在竖直方向上受到的合力最大，加速度最大．随着小球速度继续增加，洛伦兹力大于静电力，棒对小球又产生向右的弹力，随着速度增加，洛伦兹力增加，棒对小球的弹力增加，小球受到的摩擦力增加，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增加，以此时的速度做匀速运动．综上所述，选项B 、D 正确．10.如图所示，带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里．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F 1，摆球加速度大小为a 1；由B 摆到最低点C 时，摆线拉力大小为F 2，摆球加速度大小为a 2，则( )A ．F 1＞F 2，a 1＝a 2B ．F 1＜F 2，a 1＝a 2C ．F 1＞F 2，a 1＞a 2D ．F 1＜F 2，a 1＜a 2解析：选B.由于洛伦兹力不做功，所以摆球从B 到达C 点的速度和从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，以摆球为研究对象，对摆球进行受力分析如图甲所示，F 1＋qvB －mg ＝ma 1.当由B 运动到C 时，对摆球受力分析如图乙所示，F 2－qvB －mg ＝ma 2.由以上两式可得：F 2＞F 1，故B 正确．11．一初速度为零的质子，经过电压为1 880 V 的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×10－4 T 的匀强磁场中．求质子受到的洛伦兹力的大小．(质子质量m ＝1.67×10－27 kg ，g取10 m/s 2)解析：质子的初速度为零，由动能定理得Uq ＝12mv 2，可得质子进入匀强磁场时的速率 v ＝2Uqm ＝6.0×105m/s 由于质子是垂直进入磁场的，按照洛伦兹力的计算公式可以得到F ＝qvB ＝1.6×10－19×6.0×105×5.0×10－4 N＝4.8×10－17 N.答案：4.8×10－17 N12．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，如图所示，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，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 ，由此可知，微粒带正电，受力如图所示，则qE ＝mg ，则电场强度E ＝mg q .(2)由于合力为零，则qvB ＝2mg ，所以B ＝2mg qv . 答案：(1)mg q 正电 (2)2mg qv。

高中物理第3章第5节运动电荷在磁场中受到的力课后强化演练含解析新人教版选修31

- 让每一个人同等地提高自我第三章第 5 节运动电荷在磁场中遇到的力课后加强操练一、选择题1．对于电荷在磁场中受力，以下说法中正确的选项是()A．静止的电荷必定不受洛伦兹力的作用，运动电荷必定受洛伦兹力的作用B．洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行C．洛伦兹力的方向必定与带电粒子的运动方向垂直D．带电粒子运动方向与磁场平行时，必定不受洛伦兹力的作用分析：此题考察判断洛伦兹力产生的条件，磁场对静止的电荷无互相作使劲，对运动的电荷也不必定有作使劲，只有当电荷的运动方向与磁感觉强度方向不在同向来线上时才有洛伦兹力作用．答案： CD2．(2015 ·龙岩市武平一中模拟) 对于带电粒子在电场或磁场中运动的表述，以下正确的是()A．带电粒子在电场中某点遇到的电场力方向与该点的电场强度方向同样B．正电荷只在电场力作用下，必定从高电势处向低电势处运动C．带电粒子在磁场中运动时遇到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直D．带电粒子在磁场中某点遇到的洛伦兹力方向与该点的磁场方向同样分析：正电荷在电场中某点遇到的电场力方向与该点的电场强度方向同样， A 选项错误；正电荷只在电场力作用下，也可能从低电势处向高电势处运动， B 选项错误；依据左手定章可知，带电粒子在磁场中运动时遇到的洛伦兹力方向与粒子的速度方向垂直，C选项正确，D选项错误．答案： C3．如图为说明电视机显像管偏转线圈作用的表示图．当线圈中经过图示方向的电流时，一束沿中心轴线O自纸内射向纸外的电子流将()A．向左偏转B．向右偏转C．向上偏转D．向下偏转分析：由图知该线圈可等效为两个通电螺线管，由安培定章可判断，线圈下端为N 极，所以 O点磁场方向向上，而后由左手定章可判断电子流向右偏，故 B 正确．答案： B4．(2014 ·甘肃一模) 极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地极邻近的大气层后，因为地磁场的作用而产生的．如下图，科学家发现并证明，这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动，旋转半径不停减小．此运动形成的原由是()A ．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B ．空气阻力对粒子做负功，使其动能减小C ．与空气分子碰撞过程中粒子的带电量减少D ．越靠近两极，地磁场的磁感觉强度越大分析：洛伦兹力供给了粒子做圆周运动的向心力，方向时辰与运动方向垂直，不做功，v 2mv故 A 选项错误； qvB ＝ m r ，解得 r ＝qB ，空气阻力对粒子做负功，使粒子动能减小，速度减mv小，致使轨道半径变小，故B 选项正确；粒子的带电量减小，依据r ＝ qB 可知，轨道半径将变大，故 C 选项错误；地磁场的磁感觉强度变强，轨道半径将减小，故D 选项正确．答案： BD5．(2015 ·邯郸联考 ) 如图是在有匀强磁场的云室中察看到的带电粒子的运动轨迹图， M 、N 是轨迹上两点，匀强磁场 B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能渐渐减少，以下说法正确的选项是 ()A ．粒子在 M 点动能大，在 N 点动能小B ．粒子先经过 N 点，后经过 M 点C ．粒子带正电D ．粒子在点遇到的洛伦兹力大于在N 点遇到的洛伦兹力M分析：带电粒子在匀强磁场中做圆周运动，洛伦兹力供给向心力，＝v2r mv，得＝，qvB m rqB速度越小，半径越小，粒子在点的半径小，动能小，在N 点的半径大，动能大，A 选项错M误；粒子运动过程中，战胜阻力做功，动能渐渐减小，先经过N 点，后经过 M 点， B 选项正确；依据左手定章可知，粒子带正电， C 选项正确；洛伦兹力 F ＝ qvB ，速度小，洛伦兹力小，粒子在点遇到的洛伦兹力小于在N 点遇到的洛伦兹力， D 选项错误．M答案： BC6．(2014 ·成都模拟 ) 如下图， a ， b ，c ， d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于圆弧上互相垂直的两条直径的四个端点上，导线中通有大小同样的电流，方向见图．一带正电的粒子从圆心 O 沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是()A ．从 O 指向 aB ．从 O 指向 bC ．从 O 指向 cD ．从 O 指向 d分析：依据对称性可知，b 、 d 处的通电直导线在 O 点产生的磁场互相抵消，、c 处的a通电直导线在 O 点产生的磁场方向同样，沿水平向左，依据左手定章可知，一带正电的粒子从圆心 O 沿垂直于纸面的方向向里运动，它所受洛伦兹力的方向是从O 指向 A ．A 选项正确．二、非选择题7．摆长为l ，摆球质量为、电荷量为＋q的单摆从如下图地点A摆下，到最低处便m在一个磁感觉强度为 B 的匀强磁场中运动，摇动平面垂直磁场．若图中α＝60°，摆球从 A 起第一次到最低处时，摆线上的拉力为多少？分析：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：12mgl(1－cosα)＝2mv，解得 v＝gl .在最低点对小球受力剖析如图：洛伦兹力 F＝ qvB竖直向下，重力竖直向下，拉力F T竖直向上．据牛顿第二定律：v2F T－ mg－F＝ m l，解得T＝2＋gl .F mg qB 答案： 2mg＋qB gl8．如下图，某空间存在着互相正交的匀强电场E 和匀强磁场，匀强电场方向水平B向右，匀强磁场方向垂直于纸面水平向里，B＝1 T，E＝10 3 N/C ．现有一个质量为m＝2×10－6 kg ，电荷量q＝＋ 2×10 －6 C 的液滴以某一速度进入该地区恰能做匀速直线运动，求：这个速度的大小和方向．( g取 10 m/s 2)分析：带电液滴的受力如下图．为保证液滴做匀速直线运动，液滴所受洛伦兹力应与重力mg和电场力 qE的协力等大反向；再由左手定章可确立速度v 的方向，设其与电场的夹角为θ，则：tan θ＝qE2×10－6×10 33，＝2×10－6＝mg×10所以θ＝60°.mgF＝ qvB＝cosθ＝2mg，2mg2×2×10 －6×10故 v＝qB＝2×10－6×1m/s＝20 m/s.答案： 20 m/s ，方向与电场方向的夹角为60°斜向上。

高中物理第3章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力练习(含解析)新人教版选修31

第5节运动电荷在磁场中受到的力对洛伦兹力的理解1.下列说法正确的是( D )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,则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=qvBsin θ,所以F的大小不但与q,v,B有关系,还与v和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,所以选项A,B 错误;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,粒子的动能不变,但粒子速度方向要变,所以选项C错误,D正确.2.如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( D )解析:此题主要考查左手定则及立体图像的辨认,利用左手定则可判断出D是正确的.3.(多选)如图所示,带正电的小球通过绝缘柄固定在A处,匀强磁场方向垂直纸面向里.若将匀强磁场向右水平平移,则有关洛伦兹力的分析,下列结论正确的是( CD )A.由于带电小球静止,所以它不受洛伦兹力B.小球会受到洛伦兹力,其方向向上C.小球会受到洛伦兹力,其方向向下D.若磁场沿垂直纸面方向平移,则小球不受洛伦兹力作用解析:当磁场平移时,小球相对于磁场则为运动电荷,只要速度方向与磁场方向不平行,则小球就会受到洛伦兹力,并由左手定则判断可知,选项C,D正确.4.在下列各图中,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦兹力的方向.解析:(1)因v⊥B,所以F=qvB,方向与v垂直向左上方.(2)v与B的夹角为30°,将v分解成垂直磁场的分量和平行磁场的分量,v⊥=vsin30°,F=qvBsin 30°=qvB,方向垂直纸面向里.(3)由于v与B平行,所以不受洛伦兹力.(4)v与B垂直,F=qvB,方向与v垂直向左上方.答案:(1)qvB 垂直v向左上方(2)qvB 垂直纸面向里(3)不受洛伦兹力(4)qvB 垂直v向左上方洛伦兹力与静电力5.(多选)如图为一“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( AD )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:要使电子沿直线OO′射出,则电子必做匀速直线运动,电子受力平衡.在该场区内,电子受到静电力和洛伦兹力,要使二力平衡,则二力方向分别为竖直向上和竖直向下,选项A电子所受静电力竖直向上,由左手定则判断洛伦兹力竖直向下,满足受力平衡.同理,选项D也满足受力平衡.所以选项A,D正确.6.(多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C,D两侧面会形成电势差.下列说法中正确的是( AC )A.若元件的运动电荷是自由电子,则D侧面电势高于C侧面电势B.若元件的运动电荷是自由电子,则C侧面电势高于D侧面电势C.在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直D.在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平解析:若元件的运动电荷是自由电子,由左手定则可知,电子受到洛伦兹力而向C侧面偏,则D 侧面的电势高于C侧面的电势,故选项A正确,B错误.地球赤道上方的地磁场方向水平,在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直,故选项C正确,D错误.7.(多选)如图所示为速度选择器装置,电场强度为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直.一带电荷量为+q,质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰沿直线穿过,则下列说法正确的是( BC )A.若带电粒子带电荷量为+2q,粒子将向下偏转B.若带电粒子带电荷量为-2q,粒子仍能沿直线穿过C.若带电粒子速度为2v,粒子不与极板相碰,则从右侧射出时电势能一定增大D.若带电粒子从右侧水平射入,粒子仍能沿直线穿过解析:粒子恰沿直线穿过,静电力和洛伦兹力均垂直于速度,故合力为零,粒子做匀速直线运动,根据平衡条件有qvB=qE,解得v=,粒子速度仍为,就能沿直线匀速通过选择器;若带电粒子带电荷量为+2q,速度不变,仍然沿直线匀速通过选择器,故选项A错误;若带电粒子带电荷量为-2q,粒子速度仍为,静电力与洛伦兹力仍然平衡,仍然沿直线匀速通过选择器,故选项B正确;若带电粒子速度为2v,静电力不变,洛伦兹力变为原来的2倍,故会偏转,克服静电力做功,电势能增加,故选项C正确;若带电粒子从右侧水平射入,静电力方向不变,洛伦兹力方向反向,故粒子一定偏转,选项D错误.带电体在匀强磁场中的运动8.在学校操场的上空中停着一个热气球,从它底部脱落一个塑料小部件,下落过程中由于和空气的摩擦而带负电,如果没有风,那么它的着地点会落在热气球正下方地面位置的( B ) A.偏东 B.偏西 C.偏南 D.偏北解析:在北半球,地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北,塑料小部件带负电,根据左手定则可得塑料小部件受到向西的洛伦兹力,故向西偏转,选项B正确.9.(多选)如图所示,一个带正电荷的小球沿光滑水平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s1,着地速度大小为v1;若撤去磁场而其余条件不变时,小球飞行的时间为t2,水平射程为s2,着地速度大小为v2,则( ABD )A.s1>s2B.t1>t2C.v1>v2D.v1=v2解析:没有磁场时,小球下落过程为平抛运动.当空间有匀强磁场时,小球下落过程中任一位置受力情况如图所示.由于洛伦兹力对小球竖直分运动的影响,在同样落差下与平抛运动只受重力作用相比,小球落地时间加长,所以t1>t2,故选项B正确.从洛伦兹力对水平分运动的影响可知,小球水平分速度将比平抛时加大,而且又有t1>t2,则必有s1>s2,故选项A正确.由于洛伦兹力做功为零,而两种情况下重力对小球做功相等,所以落地速度大小相等,即v1=v2,但两种情况下小球落地时速度的方向不同,故选项C错误,D正确.10.(多选)质量为m,电荷量为q的带正电小物块在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动,如图所示.物块经时间t 移动距离s后停了下来,设此过程中,q不变,则( BC )A.s>B.s<C.t>D.t<解析:由左手定则可知,小物块向左运动时,所受洛伦兹力方向向下,则对水平面压力增大,其摩擦力大于不带电时的摩擦力,小物块不带电时,则s0=,小物块带电时s<s0,选项B正确;小物块速度为v0时,其加速度a=,但随着速度减小,a变小,由速度公式判断可知t>=,选项C正确.11.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,如图所示,微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动,求(重力加速度为g):(1)电场强度的大小,该带电微粒带何种电荷;(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,静电力qE,洛伦兹力qvB,由此可知,微粒带正电,受力如图所示,由几何关系知,qE=mg,则电场强度E=.(2)由于合力为零,则qvB=mg,所以B=.答案:(1)带正电荷(2)电子受静电力方向一定水平向左,所以需要受向右的洛伦兹力才能做匀速运动轴正向运动,选项C正确.水溶液时,电势结果仍然一样待稳定时q=qvB,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外B 根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里a做正功;b球下落时。

高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到的力练习新人教版选修3

5运动电荷在磁场中受到的力知识点一洛伦兹力的大小和方向1.关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是()A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C.电场力与洛伦兹力一样,方向都沿电场线或磁感线切线方向D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用2.如图L3-5-1所示的各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()图L3-5-13.如图L3-5-2所示,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是()A.垂直纸面向外B.垂直纸面向里C.沿纸面向上D.沿纸面向下图L3-5-24.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L3-5-3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,速率改变图L3-5-3知识点二对磁场和洛伦兹力的理解5.下列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,该点的磁感应强度必为零B.电荷运动的方向、磁感应强度的方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两垂直C.电子在磁场中仅受洛伦兹力作用而偏转,这是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6.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,且速度反向但大小不变,与磁场方向不平行,则洛伦兹力的大小和方向均不变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7.[2018·西安中学期中]在北半球,地磁场的磁感应强度的竖直分量方向向下(以“×”表示).如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向,那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将()A.不偏转B.向东偏转图L3-5-4C.向西偏转D.无法判断是否偏转8.(多选)如图L3-5-5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.现给滑环施加一个水平向右的瞬间速度,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,最后做匀速运动图L3-5-59.(多选)如图L3-5-6所示,匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量同种电荷,其中a静止,b向右做匀速直线运动,c向左做匀速直线运动,比较它们的重力G a、G b、G c间的关系,正确的是()A.G a最大B.G b最大C.G c最大D.G b最小图L3-5-610.有一个带正电荷的离子沿垂直于电场的方向射入带电平行板的匀强电场,离子飞出电场后的动能为E k.当在带电平行板间再加上一个垂直纸面向里的如图L3-5-7所示的匀强磁场后,离子飞出电场后的动能为E k',磁场力做功为W,则下列判断正确的是()A.E k<E k',W=0B.E k>E k',W=0C.E k=E k',W=0D.E k>E k',W>0图L3-5-711.(多选)如图L3-5-8所示,a为带正电的小物块,b为不带电的绝缘物块,a、b叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于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图L3-5-812.(多选)[2018·临川第二中学期中]电子以垂直于匀强磁场的速度v从a点进入长为d、宽为L的有界匀强磁场区域,偏转后从b点离开磁场,如图L3-5-9所示.若磁场的磁感应强度为B,那么()A.电子在磁场中的运动时间t=B.电子在磁场中的运动时间t=C.洛伦兹力对电子做的功是W=Bev2tD.电子在b点的速度大小也为v图L3-5-913.质量为0.1g的小物块带有5×10-4C的电荷量,放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于0.5T的匀强磁场中,磁场方向如图L3-5-10所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,物块开始离开斜面.设斜面足够长,g取10m/s2,问:(1)物块带何种电荷?(2)物块离开斜面时的速度为多少?(3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少?图L3-5-1014.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,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,如图L3-5-11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.(重力加速度为g)(1)求电场强度的大小,并判断该微粒带何种电荷.(2)求磁感应强度的大小.图L3-5-111.D[解析]静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错误;尽管电场力对电荷可以做功,但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力做功为零,B错误;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错误;由洛伦兹力定义知,D正确.2.B[解析]根据左手定则,A中F方向应向上,B中F方向向下,A错误,B正确.C、D中都是v ∥B,F=0,C、D错误.3.B[解析]由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,选项B正确.4.A[解析]由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里,根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右,由于洛伦兹力不做功,故电子动能不变,速率不变.5.D[解析]运动电荷处于磁感应强度为零处,所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场的方向在一条直线上时(同向或反向),其也不受洛伦兹力的作用;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场的方向和电荷的运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直于磁场方向,也垂直于电荷的运动方向,但磁场的方向和电荷的运动方向不一定垂直;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力不做功;运动的电荷才会受洛伦兹力的作用,这里的运动是指电荷与磁场的相对运动.综上可知,选项D正确.6.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;根据左手定则可判断,B正确.7.B[解析]由左手定则,洛伦兹力方向向东,电子束向东偏转,选项B正确.8.ABD[解析]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,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,最后静止在杆上;(3)当洛伦兹力开始时大于重力,滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小,滑环与杆之间的弹力将逐渐减小,因而滑环所受的摩擦力减小,当弹力为零时,摩擦力为零,滑环做匀速运动.9.CD[解析]据F合=0可知a带负电,显然b、c也带负电,由左手定则可知,b所受洛伦兹力方向竖直向下,c所受洛伦兹力方向竖直向上,则有G b<G a<G c,C、D正确.10.B[解析]磁场力即洛伦兹力,不做功,故W=0,D错误;分析可知,有磁场时,带正电的离子受到洛伦兹力的作用,使其所受的电场力做功减少,A、C错误,B正确.11.AC[解析]以a、b整体为研究对象进行受力分析,有水平恒力F、重力、洛伦兹力、地面的弹力、地面的摩擦力,随着速度增大,洛伦兹力变大,地面的弹力变大,摩擦力变大,由牛顿第二定律可知a、b一起运动的加速度减小;再以a为研究对象,b对a的摩擦力即为a受到的合外力,由牛顿第二定律可知,a、b间的摩擦力减小.综上可知选项A、C正确.12.BD[解析]因洛伦兹力不做功,故电子速率不变,运动时间t=,选项B、D正确.13.(1)负电荷(2)3.46m/s(3)1.2m[解析](1)由左手定则可知物块带负电荷.(2)当物块离开斜面时,物块对斜面压力为0,受力如图所示,则qvB-mg cos30°=0,解得v=3.46m/s.(3)由动能定理得mg sin30°·L=mv2,解得物块在斜面上滑行的最大距离L=1.2m. 14.(1)正电荷(2)[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,由此可知,微粒带正电,受力如图所示,由平衡条件有qE=mg故电场强度E=.(2)由于合力为零,则qvB=mg所以B=.。

20192020高中物理第三章磁场 5 运动电荷在磁场中受到力练习含解析新人教版选修31

5 运动电荷在磁场中受到的力课后篇稳固提升根底稳固1.在赤道平面上无风的时候,雨滴是竖直下落的。

假设雨滴带负电,那么它的下落方向将偏向( )解析在赤道平面上地磁场方向水平由南向北,带负电的雨滴竖直向下运动,由左手定那么可知,雨滴受向西的洛伦兹力作用,故B项正确。

答案B2.一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如下图的磁场,别离为1、2、3三束粒子流,那么以下选项不正确的选项是( )解析根据左手定那么,带正电的粒子向左偏,即粒子1;不偏转说明不带电,即粒子2;带负电的粒子向右偏,说明是粒子3,应选B。

答案B3.(多项选择)一个电子穿过某一空间而未发生偏转,那么( )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方向垂直解析由洛伦兹力公式可知:当v的方向与磁感应强度B的方向平行时,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,那么选项B正确,选项A、C错误。

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,那么选项D正确。

答案BD4.(多项选择)电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法正确的选项是( )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,且速度反向、大小不变,那么洛伦兹力的大小不变C.洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子只受到洛伦兹力的作用,不可能做匀速直线运动答案BD5.如下图,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( )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电子的速度v∥B,F洛=0,电子做匀速直线运动。

2021_2022版高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到的力课时作业含解析新人教版选修3_1

运动电荷在磁场中受到的力(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.在赤道上某处有一支避雷针,当带有负电的乌云经过避雷针上方时,避雷针开始放电形成瞬间电流,则地磁场对避雷针的作用力的方向为( )A.正东B.正西C.正南D.正北【解析】选B。

地球的磁场方向为由南极指向北极,乌云中的负电通过避雷针进入地球,则电流方向竖直向上,由左手定则可知,避雷针中的电流受到的安培力的方向是正西,故B正确,A、C、D错误。

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( )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】选C。

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.如图所示,一个带正电荷q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,若小带电体的质量为m,为了使它对水平绝缘面正好无压力,应该( )A.使B的数值增大B.使磁场以速率v=向上移动C.使磁场以速率v=向右移动D.使磁场以速率v=向左移动【解析】选D。

为使小带电体对平面无压力,则应使它受到的洛伦兹力刚好与重力平衡,磁场不动而只增大B,则静止电荷在磁场中不受洛伦兹力,选项A错误。

磁场向上移动相当于电荷向下运动,洛伦兹力向右,也不可能平衡重力,故选项B错误。

磁场以速度v向左移动,等同于电荷以速度v向右运动,此时洛伦兹力向上;当qvB=mg时,带电体对绝缘水平面无压力,则v=,选项D正确,C错误。

4.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图所示。

若不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )A.a粒子带正电,b粒子带负电B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C.b粒子的动能较大D.b粒子在磁场中运动时间较长【解析】选C。

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。

2019-2020年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3-1

2019-2020年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3-1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。

匀强磁场的方向垂直于纸面向里。

2020学年高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到的力课后检测(含解析)新人教版选修3_1

5 运动电荷在磁场中受到的力记一记运动电荷在磁场中受到的力知识体系1个定则——左手定则1个公式——F＝qvB3个应用——速度选择器，磁流体发电机，电磁流量计辨一辨1.电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用．(×)2．仅在洛伦兹力作用下，电荷的动能一定不会变化．(√)3．用左手定则判断洛伦兹力方向时，“四指的指向”与电荷定向运动方向相同．(×) 4．电视显像管是靠磁场使电子束发生偏转的．(√)5．电子柬带负电，在显像管偏转磁场中的偏转方向与磁场方向相反．(×)6．在显像管中，偏转区竖直方向的偏转磁场使电子束发生水平方向的移动．(√)想一想1.电场和磁场对带电粒子的作用力有何不同？提示：电场对场中的任何电荷都有力的作用，不管电荷是否运动；而磁场只对运动电荷才有力的作用，且电荷的速度方向和磁场方向不共线时才有力的作用．另外，电场力的方向总是和电场方向相同或相反，而运动电荷所受磁场力方向总是和磁场方向垂直．2．用左手定则判断负电荷所受洛伦兹力方向时应注意什么？提示：四指应指向负电荷速度方向的反方向．思考感悟：练一练1.[2019·福建省普通高中学业水平考试]如图所示带正电荷的粒子以速度v竖直向上射入匀强磁场，所受洛伦兹力方向沿水平向右的是( )答案：B2.[2019·广东省普通高中学业水平考试]如图所示，将一根通以强电流I的长直导线，平行放置在阴极射管的正下方，则阴极射线将( )A．向上偏转B．向下偏转C．向纸内偏转D．向纸外偏转答案：B3.[2019·河南省普通高中学业水平考试]显像管应用了电子束磁偏转原理．如图所示，从电子枪射出的水平电子束，经过偏转磁场后打在荧光屏上的A点，偏转磁场的方向应为( ) A．水平向左B．水平向右C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外答案：D4．[2019·湖南省普通高中学业水平考试]如图所示，带电粒子(不计重力)以速度v沿垂直于磁场的方向进入一匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动．设粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，周期为T.如果仅增大粒子的入射速度v，下列说法正确的是( )A．R增大B．R减小C．T增大D．T减小答案：A要点一洛伦兹力的方向1.如图所示的磁感应强度B 、电荷的运动速度v 和磁场对电荷的作用力F 的相互关系图中，画得正确的是(其中B 、F 、v 两两垂直)( )答案：A 2.匀强磁场中一个运动的带电粒子，受到洛伦兹力F 的方向如图所示，则该粒子所带电性和运动方向可能是( )A ．粒子带负电，向下运动B ．粒子带正电，向左运动C ．粒子带负电，向上运动D ．粒子带正电，向右运动解析：据左手定则，让磁感线穿过掌心，拇指指向F 的方向，可判断出四指向上，这样存在两种可能：粒子带正电向上运动或粒子带负电向下运动，故A 项正确，C 项错误；而粒子左右运动不受力，故B 、D 两项错误，正确答案是A 项．答案：A要点二对洛伦兹力的大小的理解3.如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B ，带电粒子的速率均为v ，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．解析：(1)中粒子速度方向垂直于磁场方向，F ＝qvB ，方向垂直于v 指向左上方．(2)中带电粒子速度方向和磁场方向成30°角，由F ＝qvB sin 30°＝12qvB ，方向垂直纸面向里．(3)中带电粒子速度方向平行于磁场方向，不受洛伦兹力．(4)中粒子速度方向垂直于磁场方向，F ＝qvB ，方向垂直于v 指向左上方．答案：见解析 4.质量为0.1 g 的小物块，带有5×10－4C 的电荷量，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向如图所示，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面(设斜面足够长，g ＝10 m /s 2)问：(1)物块带电性质如何？(2)物块离开斜面时的速度为多少？(3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少？解析：(1)由左手定则可知物块带负电荷．(2)当物块离开斜面时，物块对斜面压力为0，受力如图所示，则qvB －mg cos 30°＝0，解得v ＝3.46 m /s .(3)由动能定理得mg sin 30°·L＝12mv 2，解得物块在斜面上滑行的最大距离L ＝1.2 m .答案：(1)负电荷 (2)3.46 m/s (3)1.2 m5．用绝缘细线悬挂一个质量为m 、带电荷量为＋q 的小球，让它处于如图所示的磁感应强度为B 的匀强磁场中．由于磁场运动，小球静止在如图所示位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是( )A ．v ＝mg Bq ，水平向右B ．v ＝mgBq，水平向左C ．v ＝mg tan αBq ，水平向上D ．v ＝mg tan αBq，水平向下解析：当磁场水平向右运动时，带电小球相对于磁场向左运动，由左手定则，洛伦兹力方向向下，小球无法平衡，故A 项错误．当磁场以v ＝ mgBq水平向左运动时，F ＝qvB ＝mg ，方向水平向上，小球可以平衡，但这时悬线上拉力为零，不会被拉紧，故B 项错误．当磁场以v ＝mg tan αBq竖直向上运动时，则F ＝qvB ＝mg tan α，由左手定则，F 方向向右，小球可以平衡，故C 项正确、D 项错误．答案：C要点三带电粒子在磁场中的运动模型 6.如图所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力作用)，则此粒子( )A ．一定带正电B ．一定带负电C ．可能带正电或负电，也可能不带电D ．一定不带电解析：无论粒子带正电荷还是带负电荷从左边水平射下正交的电场和磁场后，所受电场力qE 和洛伦兹力qvB 方向都是相反的，只要速度v 满足qvB ＝qE ，既可沿直线通过．故正确选项为C .答案：C7．长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图所示，则下列说法正确的是( )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 ．无法比较上、下表面的电势高低解析：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电势低，C 项正确．答案：C8．如图表示出了它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说是呈电中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A 、B ，则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向A 、B 两板聚集，使两板间产生电势差，若平行金属板间距为d ，匀强磁场的磁感应强度为B ，等离子体流速为v ，气体从一侧面垂直磁场射入板间，不计气体电阻．外电路电阻为R ，则两板间最大电压和可能达到的最大电流为多少？解析：当等离子体束中带电粒子氢受电场力和洛伦兹力平衡时，粒子不再向A 、B 偏转，此时A 、B 向电压即达最大．由qvB ＝q U m d 得：U m ＝dvB ，所以最大电流I m ＝U m R ＝dvBR.答案：dvB dvBR基础达标1.运动电荷在匀强磁场中受到洛伦兹力，下列关于洛伦兹力方向的说法正确的是( ) A ．既与磁场方向垂直，也与电荷运动方向垂直 B ．与磁场方向垂直，不与电荷运动方向垂直C ．总是与电荷的运动方向垂直，与磁场方向不一定垂直D ．总是与磁场方向垂直，与电荷运动方向不一定垂直解析：洛伦兹力方向既与磁场垂直，也与电荷运动方向垂直，A 项正确，BCD 项错误．答案：A2.三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹分别如图所示．则( )A．粒子a一定带正电B．粒子b一定带正电C．粒子c一定带正电D．粒子b一定带负电解析：由左手定则可以判断，粒子a带正电，粒子b不带电，粒子c带负电，故A项正确．答案：A3.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( )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．答案：C4．[2019·江苏扬州中学期中考试]如图所示，电视显像管中有一个电子枪，工作时它能发射电子，荧光屏被电子束撞击就能发光．在偏转区有垂直于纸面的磁场B1和平行于纸面沿竖直方向的磁场B2，就是靠这样的磁场来使电子束偏转，使整个荧光屏发光．经检测仅有一处故障：磁场B1不存在，则荧光屏上( )A．不亮B．仅有一条水平亮线C．仅有一个中心亮点D．仅有一条竖直亮线解析：若磁场B1不存在，只存在平行于纸面沿竖直方向的磁场B2，根据左手定则可知，电子所受洛伦兹力只在水平方向上，可知荧光屏上仅有一条水平亮线，故B项正确．答案：B5.如图所示，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( )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 运动解析：由安培歪则，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 两项必错误；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 项正确，A 项错误．答案：B6．[2019·广东佛山一中期末考试]如图所示，竖直平面内的平面直角坐标系的y 轴竖直向上、x 轴水平向右，电场方向斜向右上，磁场方向水平向里，带正电小球在磁场中做直线运动，则( )A ．小球可能沿x 轴正方向运动B ．小球可能沿x 轴负方向运动C ．小球可能沿y 轴正方向运动D ．小球可能沿y 轴负方向运动解析：小球带正电，电场力斜向右上、重力竖直向下，小球做直线运动，则小球所受合力为0或所受合力与运动方向共线，分析四个选项可知，C 项正确，A 、B 、D 三项错误．答案：C 7.[2019·江苏南京师大附中期末考试]如图所示，在光滑绝缘倾角为θ的长斜面上有一个带电荷量为－q 、质量为m 的带电小滑块正在沿斜面向下滑动，某时刻速度为v 0，此时加上平行斜面垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场，从此时开始( )A ．小滑块经过时间t ＝v 0g sin θ离开斜面B ．小滑块离开斜面的时间大于t ＝v 0g sin θC ．小滑块在斜面上的运动位移大小为m 2g 2sin θ2q 2B 2－v 202g sin θ D ．小滑块在斜面上的运动位移大小为m 2g cos 2θ2q 2B 2sin θ－v 202g sin θ解析：小滑块受到斜面支持力为0，是小滑块离开斜面的临界条件，此时速度设为v ，mg cos θ＝qvB ，应用速度公式可知经过的时间t ＝v －v 0g sin θ＝m cos θqB sin θ－v 0g sin θ，A 、B 两项错误；运动位移x ＝v 2－v 202g sin θ＝m 2g sin θ2q 2B 2sin θ－v 202g sin θ，C 项错误，D 项正确．答案：D8．(多选)[2019·湖北省黄冈中学期末考试]如图所示为垂直纸面向里的匀强磁场，若在空间中加一与磁场垂直的方向水平的匀强电场，某带电小球刚好沿图中的虚线PQ 做直线运动．则下列判断正确的是( )A．带电小球的速度一定不变B．带电小球的速度可能增大C．如果小球带正电荷，则电场的方向应水平向右D．如果小球带负电荷，小球一定是从Q点向P点运动解析：和洛伦兹力作用下做直线运动，因为洛伦兹力随速度的变化而变化，故小球一定做匀速运动，速度不变，A项正确，B项错误；如果小球带正电荷，电场线方向一定水平向左，如图所示，C项错误；经分析知，洛伦兹力只能垂直于虚线向上，如果小球带负电荷，根据左手定则知小球一定是从Q点运动到P点的，D项正确．答案：AD9．[2019·山东省泰安第一中学月考]如图所示，足够长的竖直绝缘管内壁粗糙程度处处相同，处在方向彼此垂直的匀强电场和匀强磁场中，电场强度和磁感应强度的大小分别为E 和B，一个质量为m，电荷量为＋q的小球从静止开始沿管下滑，下列关于小球所受弹力N、运动速度v、运动加速度a、运动位移x、运动时间t之间的关系图象可能正确的是( )解析：小球向下运动的过程中，在水平方向上受向右的电场力qE、向左的洛伦兹力qvB 和管壁的弹力N的作用，水平方向上合力始终为零，则有N＝qE－qvB①，在竖直方向上受重力mg和摩擦力f作用，其中摩擦力f＝μ|N|＝μ|qE－qvB|②，小球在运动过程中加速度a＝mg－fm＝g－μ|qE－qvB|m③，由①式可知，在达到最大速度前N—v图象是一条直线，且N随v的增大先减小后反向增大，A项正确；由③及v＝at可知，小球向下运动的过程中，加速度的变化不是均匀的，B项错误；由②可知，在速度增大的过程中，摩擦力是先减小后增大的(在达到最大速度之前)，结合③式可知加速度先增大后减小(在小球速度达到最大时，加速度减为零，之后小球匀速运动)，C图体现的是加速度先减小后增大，C项错误；在速度增到最大之前，速度是一直增大，而D图体现的是速度先减小后增大，D项错误．答案：A10.每时每刻都有大量宇宙射线射向地球，地磁场可以改变射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有着十分重要的意义，假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将( )A ．向西偏转B ．向南偏转C ．向北偏转D ．向东偏转解析：地球表面地磁场的方向由南向北，宇宙射线带电，根据左手定则可判定，射线自赤道上空竖直下落过程中所受谘伦兹力方向向东，所以向东偏转，D 项正确．答案：D 11.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：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 项正确；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 两项错误；由a ＝v2R可知向心加速度相同，D 项正确．答案：AD 12.为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B 的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法正确的是( )A ．若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高B ．前内侧面的电势一定低于后内侧面的电势，与哪种离子多无关C ．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D ．污水流量Q 与电压U 成正比，与a 、b 有关解析：由左手定则可判断：若流动的是正离子，则正离子向里偏，前内侧面电势低于后内侧面电势；若流动的是负离子，则负离子向外偏，仍然是前内侧面电势低于后内侧面的电势，故A 项错误，B 项正确．污水稳定流动时，对任一离子有：qvB ＝qE ＝qUb，所以U ＝Bbv ，电势差与浓度无关，故C 项错误．流量Q ＝Sv ＝bc·U Bb ＝cUB，可以看出流量与a 、b 均无关，故D 项错误．正确答案为B 项．答案：B 能力达标 13.(多选)如图所示，空间中存在一水平方向的匀强电场和一水平方向的匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直．电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°角且处于竖直平面内．一质量为m 、带电荷量为＋q 的小球套在绝缘杆上．给小球一沿杆向下的初速度v 0，小球恰好做匀速运动，带电荷量保持不变．已知，磁感应强度大小为B ，电场强度大小为E ＝3mgq，则下列说法正确的是( )A ．小球的初速度为2mgqBB ．若小球的初速度为3mgqB ，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止C ．若小球的初速度为mgqB，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止D ．若小球的初速度为mg qB ，则运动中小球克服摩擦力做功为3m 2g22q 2B2解析：带电小球刚开始受重力、电场力、洛伦兹力、弹力(可能有)、摩擦力(可能有)作用；电场力F ＝qE ＝3mg ，重力与电场力的合力刚好与杆垂直，斜向下，大小为2mg ，洛伦兹力的方向垂直于杆，斜向上，如图所示，要使小球做匀速运动，摩擦力应为0，弹力也应为0，即洛伦兹力与重力、电场力的合力相平衡，qv 0B ＝2mg ，则小球的初速度v 0＝2mgqB，A 项正确．若小球的初速度为3mgqB，则小球所受的洛伦兹力大于2mg ，杆对球有弹力且F N ＋2mg ＝qvB ，球会受到摩擦力作用，此摩擦力阻碍小球的运动，小球的速度会减小，杆对球的弹力F N 也减小，球受的摩擦力减小，小球做加速度减小的减速运动；当小球的速度减小至2mgqB时，小球做匀速运动，B 项错误．若小球的初速度为mgqB，则小球所受的洛伦兹力小于2mg ，杆对球有弹力且F N ＋qvB ＝2mg ，球会受到摩擦力作用，此摩擦力阻碍小球的运动，小球的速度会减小，则杆对球的弹力F N ＝2mg －qvB 增大，球受到的摩擦力增大，小球做加速度增大的减速运动，最终小球停正，此过程中重力、电场力和洛伦兹力的合力总与杆垂直，即此过程中这三力的合力对球做的功为0，摩擦力对小球做负功，根据动能定理有0＋W f ＝0－12m(mg qB )2，可得W f ＝－m 3g 22q 2B2，即小球克服摩擦力做功W f 克＝m 3g 22q 2B2，故C 项正确，D 项错误．答案：AC14.[2019·安徽蚌埠二中期末考试]如图所示，质量为m 的金属块，带电荷量为＋q ，以某一初速度沿水平方向进入电场与磁场的空间，匀强磁场的方向垂直纸面向外，电场方向水平(图中未标出、向左或向右)，金属块由A 点沿绝缘板做匀速直线运动，至D 点与开关相碰，瞬间切断电源，使电场消失，但保留磁场．金属块由于碰撞原因，动能变为原来的四分之一，并能匀速沿原路返回A 点，碰撞时间不计，已知往返总时间为T ，金属块与绝缘板间的动摩擦因数为μ，AD 长为L.求： (1)磁感应强度的大小B 、电场的方向及其大小E ； (2)摩擦力做的功．解析：(1)金属块由A 向D 运动过程中，由左手定则知洛伦兹力方向向下，金属块必受滑动摩擦力作用．根据平衡条件可判断电场力向右，所以电场方向向右，即由A 指向D.设金属块由A 到D 的速度大小为v 1，所用时间为t 1，由D 到A 的速度大小为v 2，所用时间为t 2，由题意有12mv 21＝4×12mv 22 所以v 1＝2v 2可知t 1＝t 22，而t 1＋t 2＝T 可得t 1＝T 3所以v 1＝L t 1＝3L T ，v 2＝3L 2T.由平衡条件知，金属块由A 到D 过程中，有qE －μ(mg＋qv 1B)＝0金属块由D 至A 的过程中，有qv 2B ＝mg联立解得B ＝2mgT 3qL ，E ＝3μmg q(2)金属块由D 至A 过程中不受摩擦力作用，故摩擦力做的功只在由A 到D 过程中求解即可，在该过程中，f ＝F 电＝qE ＝3μmg所以摩擦力所做的功W f ＝－fL ＝－3μmgL答案：(1)磁感应强度大小为2mgT 3qL 电场方向向右，大小为3μmg q(2)－3μmgL。

高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到的力课后训练新人教版选修3_120171113248

5 运动电荷在磁场中受到的力课后训练1．电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（）。

A．磁场对电子的作用力始终不变B．磁场对电子的作用力始终不做功C．电子的速度始终不变 D．电子的动能始终不变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3．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，在下列措施中可采用的是（）。

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4．从太阳或其他星体放射的宇宙射线中含有高能带电粒子，若这些粒子到达地球，将对地球上的生命带来危害。

如图所示为地磁场的分布图，关于地磁场对宇宙射线的阻挡作用，下列说法正确的是（）。

A．地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强B．地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强C．地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用各处相同D．地磁场对宇宙射线无阻挡作用5．如图所示，空间中存在着水平向右的匀强磁场，一个带电粒子（重力不计）水平向左平行于磁场的方向进入磁场。

下列对于该粒子在磁场中运动的描述中正确的是（）。

A．该粒子将做匀变速直线运动B．该粒子将做匀变速曲线运动C．该粒子将做匀速直线运动D．该粒子将做匀速圆周运动6．如图所示，M、N为一对水平放置的平行金属板，一带电粒子以平行于金属板方向的速度v穿过平行金属板。

若在两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，可使带电粒子的运动1不发生偏转。

若不计粒子所受的重力，则以下叙述正确的是（）。

A．若改变带电粒子的电性，即使它以同样速度v射入该区域，其运动方向也一定会发生偏转B．带电粒子无论带上何种电荷，只要以同样的速度v入射，都不会发生偏转C．若带电粒子的入射速度v′＞v，它将做匀变速曲线运动D．若带电粒子的入射速度v′＜v，它将一定向下偏转7．在磁感应强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。

高中物理第三章磁场 3.5 运动电荷在磁场中受到的力课后训练新人教版选修31

3.5 运动电荷在磁场中受到的力课后训练1．一带电粒子在匀强磁场中，沿着磁感应强度方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子所受的洛伦兹力A．增大两倍B．增大一倍C．减小一半D．保持原来的大小不变2．大量的带电荷量均为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是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，且速度反向但大小不变，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．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度越小3．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下。

磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。

在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则A．小球带正电B．小球运动的轨迹是一条抛物线C．洛伦兹力对小球做正功D．维持试管匀速运动的拉力F是一个恒力4．一个单摆摆球带正电，在水平匀强磁场中振动。

振动平面与磁场垂直，如图所示，图中C点为摆球运动的最低点，摆球向右运动和向左运动通过C点时，以下说法中正确的是A．受到的洛伦兹力相同B．悬线对摆球的拉力相等C．具有相同的动能D．具有相同的速度5．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。

电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。

使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。

由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。

在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。

在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的大小为0.040 T。

则血流速度的近似值和电极a、b的正负为A ．1.3 m/s ，a 正、b 负B ．2.7 m/s ，a 正、b 负C ．1.3 m/s ，a 负、b 正D ．2.7 m/s ，a 负、b 正6．如图所示，在正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。

高中物理第3章磁场3.5运动电荷在磁场中受到的力练习(含解析)新人教版选修3_1

5 运动电荷在磁场中受到的力课时过关·能力提升基础巩固1下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(),A中F方向应向上,B中F方向应向下,故A错,B对。

C、D中都是v∥B,F=0,故C、D都错。

2一带电粒子在匀强磁场中,沿着磁感应强度方向运动,现将该磁场的磁感应强度增大一倍,则带电粒子所受的洛伦兹力()A.增大两倍B.增大一倍C.减小一半D.保持原来的大小不变,不受洛伦兹力,故D项正确。

3大量的电荷量均为+q的粒子,在匀强磁场中运动,下列说法正确的是()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,且速度反向但大小不变,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.带电粒子受到洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度越小,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,不受洛伦兹力作用,所以A、C、D错误;根据左手定则,不难判断B是正确的。

4(多选)关于电荷所受的电场力和洛伦兹力,正确的说法是()A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中一定受电场力作用C.电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D.电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直,但在磁场中,只有电荷运动并且运动方向与磁场方向不平行时才受磁场力作用,A错,B对。

电荷受电场力的方向与电场方向相同或相反,电荷若受磁场力,则磁场力方向与磁场方向一定垂直,C错,D对。

5(多选)磁流体发电机的原理示意图如图所示,金属板M、N正对着平行放置,且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻R。

在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。

当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法正确的是()A.N板的电势高于M板的电势B.M板的电势高于N板的电势C.R中有由b向a方向的电流D.R中有由a向b方向的电流,负电荷向下极板偏转,则M板的电势高于N板的电势。

高中物理第3章第5节运动电荷在磁场中受到的力练习新人教版选修31

第5节运动电荷在磁场中受到的力1．洛伦兹力：运动电荷所受磁场的作使劲叫洛伦兹力．通电导线所受到的安培力实际上是作用在导线中运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现．2．洛伦兹力的大小：F＝qvBsin_θ，其中θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角．(1)当θ＝90°，即带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时：F＝qvB最大．(2)当θ＝0°，即带电粒子的运动方向与磁场方向平行时：F＝0最小．3．洛伦兹力的方向：用左手定则判定．注意四指指向正电荷运动方向(或负电荷运动的相反方向)，洛伦兹力的方向既垂直于电荷运动速度v的方向，又垂直于磁感应强度B的方向，即洛伦兹力的方向老是垂直于B、v方向所决定的平面．4．洛伦兹力老是与速度v垂直，故洛伦兹力对运动电荷不做功．5．电视显像管应用了电子束磁偏转的原理．电子束在随时间转变的磁场的作用下发生偏转，逐行扫描，使荧光屏发光．►基础巩固1．关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是(D)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必然彼此垂直C．电子运动由于受到垂直于它的磁场力作用而偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就必然不受磁场的作使劲解析：运动电荷处于磁感应强度为零处，所受洛伦兹力为零，但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时(同向或反向)也不受洛伦兹力的作用；运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，即洛伦兹力既垂直于磁场方向，也垂直于电荷的运动方向，但磁场方向和电荷运动方向不必然垂直；因为洛伦兹力必然垂直于电荷的运动方向，所以洛伦兹力永远不做功；运动电荷受洛伦兹力的作用，这里的运动应是与磁场的相对运动．2．(多选)如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的进程中，下列判断正确的是(CD)A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块抵达地面时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D．B很大时，滑块可能静止于斜面上解析：按照左手定则可判断滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下，选项C正确；滑块沿斜面下滑的速度转变，则洛伦兹力的大小转变、压力转变、滑动摩擦力转变、滑动摩擦力做的功转变，选项A、B错误；若B很大，则滑动摩擦力较大，滑块先加速下滑后减速下滑，速度减为零时静止于斜面，选项D正确．3．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上放置一根通有如下图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将(B)A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转D．向纸外偏转解析：由题意可知，直线电流的方向由左向右，按照安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直纸面向里，而阴极射线(电子运动)方向由左向右，由左手定则知(电子带负电，四指要指向运动方向的反方向)，阴极射线将向下偏转，故B选项正确．4．一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(D )A ．做圆周运动B ．沿轴线来回运动C ．做匀加速直线运动D ．做匀速直线运动解析：通有交变电流的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，所以应一直维持原运动状态不变．5．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(B )A ．竖直向下沿直线射向地面B ．相对于预定地址，稍向东偏转C ．相对于预定地址，稍向西偏转D ．相对于预定地址，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．按照左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落进程中受洛伦兹力方向向东．6．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的正负离子(不计重力)，从点O 以相同的速度前后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正负离子在磁场中，下列叙述错误的是(A )A ．运动时间相同B ．运动轨道的半径相同C ．从头回到边界时速度的大小和方向相同D ．从头回到边界的位置与O 点距离相等解析：如图所示，正离子的轨迹为磁场边界上方的OB ︵，负离子的轨迹为磁场边界上方的OA ︵，轨道半径OO 1＝OO 2＝mv qB，二者相同，B 正确；运动时间和轨道对应的圆心角(回旋角α)成正比，所以正离子运动的时间较长，A 错误；由几何知识可知△OO 1B ≌△OO 2A ，所以OA ＝OB ，D 正确；由于O 1B ∥O 2A ，且v A ⊥O 2A ，v B ⊥O 1B ，所以v A ∥v B ，C 正确．►能力提升7．如右图所示，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v 从水平方向射入，为了使电子流通过磁场时不偏转(不计重力)．则磁场区域内必需同时存在一个匀强电场，这个电场的场壮大小和方向是(C )，竖直向上，水平向左C ．Bv ，垂直纸面向里D ．Bv ，垂直纸面向外解析：按照左手定则可知电子受到垂直纸面向里的洛伦兹力，要想不偏转则必然受到垂直纸面向外的电场力，则场强方向垂直纸面向里(场强方向跟负电荷受力方向相反)，按照平衡Eq ＝qvB 可知E ＝Bv ，故选C.8．(多选)质量为m 、带电量为q 的小物块，从倾角为θ的滑腻绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，如图所示．若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作使劲恰好为零，下面说法中正确的是(BD )A ．小物块必然带正电荷B ．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C ．小物块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D ．小物块在斜面上下滑进程中，当小球对斜面压力为零时的速度为mgcos θBq解析：小物块沿斜面下滑对斜面作使劲为零时受力分析如图所示．小物块受到重力G 和垂直于斜面向上的洛伦兹力F ，故小物块带负电荷，A 选项错误；小物块在斜面上运动时合力等于mgsin θ维持不变，做匀加速直线运动，B 选项正确，C 选项错误；小物块在斜面上下滑进程中，当小物块对斜面压力为零时有qvB ＝mgcos θ，则有v ＝mgcos θBq，D 选项正确．9．如右图所示，空间某区域有一方向水平、磁感应强度为B ＝ T 的匀强磁场．一带正电微粒质量为m ＝×10－8 kg ，带电荷量为q ＝×10－8 C ，当它以某一水平速度v 0垂直进入磁场后，恰能沿直线匀速通过此区域．g 取10 m/s 2.(1)求v 0的大小．(2)若是微粒的速度大于v 0，它将向哪边偏转？解析：(1)mg ＝qv 0B ，所以v 0＝mg qB＝错误! m/s ＝100 m/s. (2)若是微粒的速度大于v 0，它将向上偏转．答案：(1)100 m/s (2)向上偏转。

高中物理第三章磁场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(2021年整理)

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5 运动电荷在磁场中受到的力［课时作业]［A组基础巩固]一、单项选择题1.如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（)A．向上偏转B．向下偏转C．向纸外偏转D．向纸里偏转解析：由安培定则可知，环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断，电子受到的洛伦兹力方向向上，故A正确．答案:A2．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动．现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力( )A．变为原来的错误!B．增大为原来的4倍C．减小为原来的1 2D．增大为原来的2倍解析：由洛伦兹力的公式F＝qvB可知,磁感应强度增大为原来的2倍,带电粒子受到的洛伦兹力也增大为原来的2倍．答案：D3.如图所示，在竖直绝缘的水平台上,一个带正电的小球以水平速度v0抛出，落在地面上的A点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，小球仍能落到地面上，则小球的落点（）A．仍在A点B．在A点左侧C．在A点右侧D．无法确定解析：小球在运动中任一位置的受力如图所示，小球此时受到了斜向上的洛伦兹力的作用,小球在竖直方向的加速度a y＝错误!〈g,故小球在空中做曲线运动的时间将增加，同时水平方向上加速，故落点应在A点的右侧，选项C正确．答案：C4.如图所示，一个带电荷量为＋q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面恰好无压力，应该（)A．使B的数值增大B．使磁场以速率v＝错误!向上移动C．使磁场以速率v＝错误!向右移动D．使磁场以速率v＝错误!向左移动解析：为使小带电体对水平绝缘面恰好无压力，则应使它受到的洛伦兹力与重力平衡，磁场不动而只增大B,静止的小带电体在磁场里不受洛伦兹力,选项A错误；磁场向上移动相当于小带电体向下运动，受到的洛伦兹力向右，不可能平衡重力,故选项B错误;磁场以速率v向右移动，相当于小带电体以速率v向左运动，此时洛伦兹力向下，也不可能平衡重力，故选项C错误；磁场以速率v向左移动，相当于小带电体以速率v向右运动，此时洛伦兹力向上,当qvB＝mg 时，小带电体对水平绝缘面恰好无压力，则v＝错误!,故选项D正确．答案：D5。

学年高中物理第三章磁场 . 运动电荷在磁场中受到力课后提升作业新人教版选修

课后提高作业二十三运动电荷在磁场中碰到的力(40分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每题7分，共35分)1.(多项选择)以下列图，质量为m的带电小物块在绝缘粗糙的水平面上以初速度v0开始运动。

已知在水平面上方的空间内存在方向垂直纸面向里的水平匀强磁场，则以下关于小物块的受力及运动的解析中，正确的选项是()A.若物块带正电，可能受两个力，做匀速直线运动B.若物块带负电，可能受两个力，做匀速直线运动C.若物块带正电，必然受四个力，做减速直线运动D.若物块带负电，必然受四个力，做减速直线运动【解题指南】题目中没有给出物块的带电性，要从物块带正电还是带负电两种情况分别谈论。

【解析】选A、D。

若小物块带正电，则碰到的洛伦兹力竖直向上，若是洛伦兹力小于重力，则小物块还会碰到支持力和摩擦力，做减速运动；若是洛伦兹力恰好等于重力，则小物块只受这两个力而做匀速直线运动，故A对，C错。

若小物块带负电，洛伦兹力竖直向下，小物块受四个力作用而做减速运动，故B错，D 对。

【补偿训练】图中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极点上，导线中通有大小相同的电流，方向以下列图。

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()A.向上B.向下C.向左D.向右【解析】选B。

由右手螺旋定则可以判断出a、b、c、d四根长直导线在正方形中心O处产生的磁感觉强度以下列图：四个磁感觉强度按矢量的平行四边形定则合成，可得合磁场为水平向左。

利用左手定则判断洛伦兹力的方向，可得洛伦兹力竖直向下，故B项正确。

2.如图，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，在水平面内向右波折经过a点。

在电子经过a点的刹时，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右【解析】选A。

a点处磁场垂直于纸面向外，依照左手定则可以判断电子受力向上，A正确。

高中物理第三章磁场五运动电荷在磁场中受到的力练习新人教选修

练习五运动电荷在磁场中受到的力1．在下面各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q．试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向（）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．相对于预定点，稍向东偏转．C．相对于预定点，稍向西偏转． D．相对于预定点，稍向北偏转．3．下列关于带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是（）A．只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同．B．如果把+q改为-q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变．C．洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直．D．当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变．4．初速为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5．关于安培力和洛伦兹力，下面说法中正确的是（）A．安培力和洛伦兹力是性质完全不同的两种力．B．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力．C．安培力和洛伦兹力，二者是等价的．D．安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功．6．如图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( ) 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．7．如图所示，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t l，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．则下列结论正确的是（）A．t l = t2 B．v1= v2 C．x1= x2 D． v1 >v28．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动．下列说法正确的是( )A．微粒一定带负电 B．微粒动能一定减少C．微粒的电势能一定增加 D．微粒的机械能一定增加9．如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力G a、G b、G c间的关系，正确的是( )A．G a最大 B．G b最大 C．G c最大 D．G b最小10．如图所示，带等量异种电荷的平行金属板a、b处于匀强磁场中，磁感应强度B垂直纸面向里，不计重力的带电粒子沿OO′方向从左侧垂直于电磁场入射，从右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小，要使粒子射出a、b板间区域时的动能比入射时大，可以( )A．适当增大金属板间的电压 B．适当增大金属板间的距离C．适当减小金属板间的磁感应强度 D．使带电粒子的电性相反11．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。

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5 运动电荷在磁场中受到的力
课后训练
1．电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（）。

A．磁场对电子的作用力始终不变
B．磁场对电子的作用力始终不做功
C．电子的速度始终不变
D．电子的动能始终不变
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
3．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，在下列措施中可采用的是（）。

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
4．从太阳或其他星体放射的宇宙射线中含有高能带电粒子，若这些粒子到达地球，将对地球上的生命带来危害。

如图所示为地磁场的分布图，关于地磁场对宇宙射线的阻挡作用，下列说法正确的是（）。

A．地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强
B．地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强
C．地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用各处相同
D．地磁场对宇宙射线无阻挡作用
5．如图所示，空间中存在着水平向右的匀强磁场，一个带电粒子（重力不计）水平向左平行于磁场的方向进入磁场。

下列对于该粒子在磁场中运动的描述中正确的是（）。

A．该粒子将做匀变速直线运动
B．该粒子将做匀变速曲线运动
C．该粒子将做匀速直线运动
D．该粒子将做匀速圆周运动
6．如图所示，M、N为一对水平放置的平行金属板，一带电粒子以平行于金属板方向的速度v穿过平行金属板。

若在两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，可使带电粒子的
运动不发生偏转。

若不计粒子所受的重力，则以下叙述正确的是（）。

A．若改变带电粒子的电性，即使它以同样速度v射入该区域，其运动方向也一定会发生偏转
B．带电粒子无论带上何种电荷，只要以同样的速度v入射，都不会发生偏转
C．若带电粒子的入射速度v′＞v，它将做匀变速曲线运动
D．若带电粒子的入射速度v′＜v，它将一定向下偏转
7．在磁感应强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。

若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电荷量为q。

则每个电荷所受的洛伦兹力F洛＝________，该段导线所受的安培力为F安＝________。

8．如图所示，质量为m的带正电的小球能沿竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直。

若小球带电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度为多大？最大加速度为多大？
答案与解析
1．答案：BD
2.答案：A
3.答案：B
解析：要使荧光屏上亮线向下偏转，即电子所受的洛伦兹力方向向下，电子运动方向沿x轴正方向，由左手定则可知，磁场方向应沿y轴正方向，所以正确选项为B。

4.答案：B
5.答案：C
解析：运动电荷的速度方向与磁场平行，不受磁场力。

6.答案：B
解析：本题实际上是一个速度选择器的模型，带电粒子以速度v平行于金属板穿出，说
明其所受的电场力和洛伦兹力平衡，即qE＝qvB，可得
E
v
B
=。

只要带电粒子的速度
E
v
B
=，
方向为如题图所示方向，均可以匀速通过速度选择器，与粒子的种类、带电的性质及电荷量多少无关，因此A错误，B正确。

若v′＞v，则有qv′B＞qE，洛伦兹力大于电场力，粒子将向洛伦兹力方向偏转而做曲线运动，电场力做负功，粒子的速度将减小，但当粒子速度变化，洛伦兹力也随之发生变化，所以粒子所受合外力时刻发生变化，因此粒子不做匀变速曲线运动，C错误。

若v′＜v，则qv′B＜qE，将向电场力方向偏转，由于粒子带电正、负不知，故D错误。

7.答案：qvB NqvB
解析：垂直于磁场方向运动的带电粒子所受洛伦兹力的表达式为F洛＝qvB，导体在磁场中所受到的安培力实质是导体中带电粒子所受洛伦兹力的宏观体现，即安培力F安＝NF洛＝NqvB。

8.答案：mg
qB
μ
g
解析：小球沿墙竖直下滑，由左手定则可知小球所受洛伦兹力方向向左。

对小球进行受力分析，小球受重力mg 、洛伦兹力qvB 、墙面给小球的支持力F N 和摩擦力f ，如图所示。

在这些力的作用下，小球将会做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度a ＝0，小球就会持续匀速运动状态直到有其他外力来迫使它改变。

根据各对应规律列出方程0
N N F qvB f F F F mg f ma
μ=⎧⎪=⎪⎨-=⎪⎪-=⎩
整理得：mg －μqvB ＝ma
根据上式讨论，当a ＝0时，v 最大，解得：mg v qB μ=
；刚开始时v ＝0，即只受重力作用时的加速度最大，此时a ＝g 。