2017粤教版高中物理选修35《研究洛伦兹力》规范训练

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第5节研究洛伦兹力
HUOYEGUIFANXUNLIAN ...................
》活页规范训练
（时间:60分钟）
II 达标基训II
知识点一带电粒子受到的洛伦兹力的方向［
1.
（双选）一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则
（
）•
A. 此空间一左不存在磁场
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
Do 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
解析由洛伦兹力公式可知：当A 的方向与磁感应强度万的方向平行时,运动电T 荷不受 洛伦兹力作用，因此电子未发生偏转，不能说明此空间一上不存在磁场，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BD
2. 如图3-5-10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而内， ”则阴极射线将 （）.
Ao 向外偏转 Bo 向里偏转［ C. 向上偏转 D. 向卜-偏转
解析由右手螺旋左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而向外.
答案A
对点演练知能提升
05
［图3—5 — 11
3. 如图3-5-11所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,
若加一个垂直纸而向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率为
()。

Ao变大 B.变小
Co不变Do条件不足，无法判断
解「析加上磁场后，滑块受一垂直斜而向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变大，做负功值变大，而洛伦兹力不做功，重力做功恒左，由能疑守恒可知，速率变小.
答案B
知识点二洛伦兹力的大小
X X X
X
X
B
X
X
X
kJ
X X X X
X X X X
图3-5-12
4。

带电油滴以水平速度％垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图
3-5-12所示，若汕滴质量为皿磁感应强度为万,则下述说法正确的是
Ao油滴必带正电荷，电荷量为竿
VQ B
B. 油滴必带负电荷，比荷纟=错误！
m
C. 油滴必带正电荷，电荷量为错误！
D. 油滴带什么电荷都可以，只要满足＜7=错误！
解析油滴水平向右匀速运动，苴所受洛伦兹力必向上与重力平衡,故油滴带正电，貝电荷量＜?=错误!，C正确.
答案C
5o用绝缘细线悬挂一个质量为皿带电荷量为+q的小球，让它处于如图3-5-13所
示的磁感应强度为方的匀强磁场中.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S并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是
( ).
图 3 — 5 — 1
A. 卩=错误!, r水平向右
Bo宀错误!，水平向左
C・v=错误！，竖直向上
D. 卩=错误!，竖直向下
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，由左手泄则，洛伦兹力方向向下，小球无法平衡，故A项错误。

当磁场以错误!水平向左运动时,毎&&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.当磁场以错误!竖直向上运动时，则F=Q.V B=a,由左手泄则，尸方向向右，小球可以平衡，
故C项正确、D项错误。

答案C
II综合提升II
6。

来自宇宙的质子流，以与地球表而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. 相对于预左地点向东偏转
C. 相对于预立地点，稍向西偏转
Do相对于预左地点，稍向北偏转
解析地球赤道外地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电荷•根据左手泄则可判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
XXX
XXX
图$—5 — 14
7. 如图3-5-14所示，一个质疑为m、带正电荷戢为q的带电体，「紧贴着水平绝缘板的下表而滑动，滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直，请回答：
(1) 能沿下表而滑动，物体速度的大小和方向应满足什么条件？
(2) 若物体以速度比开始运动，则它沿绝缘而运动的过程中，克服摩擦力做了多少功？解
析(1)若物体沿下表而滑动,则洛伦兹力一圧向上，根据左手泄则，速度方向向右. 当物体沿下表而滑动时，满足QvB^mg y解得心冬
(2)运动过程中，洛伦兹力和重力不做功。

当尸错误!时“殆=少万,摩擦力消失，由动能泄
理，克服摩擦力做的功
片错误!血错误!-错误!也产=错误!腐误！、
答案⑴向右心吊
(2)错误!腐误！
图3-5-15
8。

质量为皿带电荷量为g的微粒，以速度a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3-5-15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) 带电粒子做匀速宜线运动，经受力分析(受力图如图)可知该粒子一圧带正电.
由平衡条件得:叱in 45°=qFsin 45°,所以£=错误！、
(2) 由平衡条件得错误!= “方所以5=错误！、
答案⑴错误！(2)错误！正
9. 如图3 — 5 —16所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为皿带电荷疑为+ q, 小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是£,磁感应强度是万，小球与棒的动摩擦因数为“，求小球由静止沿棒下落到具有最大加速度时的速度和所能达到的最大速度。

图 3 — 5 — 16
加速度最大，设此时速度大小为n则qvB= qE,故卜=错误!、
当mg= nN时，小球达到最大速度％、
其中A—qv^~ qE、
所以mg= “ {qvJ3—q£）,
"盏+错误!、
答案错误！错误!+错误！
10o如图3-5-17所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图。

A•为电子枪，由枪
中沿KA方向射岀的电子，速「率大小
图3-5-17
不一.当电子通过方向互相垂宜的匀强电场和磁场后，只有一左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,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为0、06 T,问：
（1）磁场的指向应该向里还是向外？
（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,带负电的电子受到的电场力R= eE,方向向上.若没有磁场，电子朿将向上偏转，为了使电子能够穿过小孔S,所加的磁场对电子朿的洛伦兹力必须是向下的.根据左手立则分析得岀,万的方向垂直于纸面向里。

（2）电子受到的洛伦兹力为：F,= “B,它的大小与电子速率"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，才可沿直线曲通过小孔S、掳题意，能够通过小孔的电子，英速率满足下式：eE,解得：心错课！、又因为丹错谋!，所以尸错误！、将"=300 V,5=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的电子才可以通过小孔S、
答案（1）磁场方向垂直于纸面向里（2）105 ra/s。