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物理运动电荷在磁场中受到的力试题

[01-02 17:55:45]   来源:http://www.51jxk.com  高二物理   阅读:8446

概要: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

物理运动电荷在磁场中受到的力试题,标签:高二物理课本|基础知识|教案,http://www.51jxk.com

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.v1

C.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.(2011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:D

2.一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:D

3.(2011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

(2011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>v0

B.若v0>E/B,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度v

C.若v0v0

D.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(  ) x

A.x1>x2 B.t1>t2

C.v1>v2 D.v1和v2相同

答案:CD

7.

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

(2011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.

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