（教师用书）2013-2014学年高中物理 第3章 第5节 研究洛伦兹力课后知能检测 粤教版选修3-1

1、【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 第3章 第5节 研究洛伦兹力课后知能检测 粤教版选修3-11.一个长直螺线管中通有大小和方向都随时间变化的交变电流，把一个带电粒子沿如图358所示的方向沿管轴线射入管中，则粒子将在管中()图358A做匀速圆周运动B沿轴线来回振动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，所以应做匀速直线运动【答案】D2.如图359所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则()图359A板左侧聚积较多的电子，使b点电势高于a点电势B板左侧聚积较多的电子，使a点电势高于b点电势C板右侧聚积较多的电子，使a点电势高于b点电势D板右侧聚积较多的电子，使b点电势高于a点电势【解析】铜板靠电子导电，电子运动方向向上，根据左手定则，电子受洛伦兹力向右，所以右板为负、电势较低【答案】C3(2012深圳宝安中学高二检测)关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是()A带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做正功，粒子动能一定

2、增加B带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能不变C带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加D不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变【解析】带电粒子沿电场线方向射入，若为正电荷，静电力对带电粒子做正功，粒子动能增加，若为负电荷，静电力对带电粒子做负功，粒子动能减小，A错误；带电粒子垂直电场线方向射入，粒子做类平抛运动，静电力一定做正功，粒子动能增加，B错误；由于洛伦兹力的方向始终与粒子的速度方向垂直，故洛伦兹力永远不做功，C项错误，D项正确【答案】D4(双选)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3510所示的磁感应强度为B的匀强磁场中由于磁场的运动，小球静止在如图所示位置，这时悬线与竖直方向夹角为，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是()图3510Av，水平向右 Bv，水平向左Cv，竖直向上 Dv，竖直向下【解析】当磁场向左运动时，相当于小球向右运动，带电小球所受的洛伦兹力方向向上，当其与重力平衡时，小球即将飘离平面设此时速度为v，由力的平衡：Bqvmg，则v，当磁场向上运动时，相当于小

3、球向下运动，小球受洛伦兹力向右，它和重力、线的拉力平衡有Bqvmgtan，v.【答案】BC5(双选)如图3511所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示，现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则()图3511A若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0B若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0C若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0D若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0【解析】若磁场方向指向纸里， 由左手定则可判断洛伦兹力方向与库仑力方向相反，则带负电粒子做圆周运动的向心力减小，由于半径不变，其速度减小，周期变大，故A对B错；若磁场方向指向纸外，洛伦兹力与库仑力方向相同，其速度要增大，周期变小，故C错D对【答案】AD6在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动如果突然将磁场的磁感应强度增加一倍，则()A粒子的速率增加一倍，运动周期减小一半B粒子的速率不变，轨道半径不变C粒子的速率不变，轨道半径减小一半D粒子的速率减小一半，运动周期减小一半【解析】由qvB得r

4、，则带电粒子在磁场中的运动周期T.由以上两式可看出r与T的决定因素洛伦兹力只能提供粒子做圆周运动的向心力，不能改变粒子速率的大小，所以A、D均是错误的由公式r知，当B增大一倍时，r减小一半，所以C选项正确，B选项错误【答案】C7(双选)如图3512所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD与另一回路的一段导线GH平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线受到力F的作用则()图3512A若等离子体从右方射入，F向左B若等离子体从右方射入，F向右C若等离子体从左方射入，F向左D若等离子体从左方射入，F向右【解析】等离子体指的是整体显电中性，内部含有等量的正、负电荷的气态离子群体当等离子体从右方射入时，正、负离子在洛伦兹力的作用下将分别向下、上偏转，使上极板的电势低于下极板，从而在外电路形成由D流向C的电流，这一电流处在通电导线GH所产生的磁场中，由左手定则可知F向左，同理可判等离子体从左方射入F向右【答案】AD8从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将会偏向()A南方 B北方C上方 D下方【解析】由左手定则判断，电子将会偏向

5、上方【答案】C9.如图3513所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在图示匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的初速度，则环在杆上的运动情况不可能是()图3513A始终做匀速运动B先减速运动，最后静止于杆上C先加速运动后匀速运动D先减速后匀速运动【解析】对带负电的滑环受力分析知，滑环受重力、弹力、洛伦兹力、摩擦力四个力的作用，当初速度较小时，洛伦兹力也小，方向向上，小于重力的情况下，弹力是向上的，摩擦力与运动方向相反，做减速运动，直到停止；若开始时的初速度恰好让洛伦兹力等于重力，则无摩擦力，滑环受力平衡，做匀速运动；若开始时的初速度很大，洛伦兹力也大，大于重力，弹力方向向下，有摩擦力，还是做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，摩擦力也减小，做加速度减小的减速运动，直到加速度等于零，做匀速运动【答案】C10如图3514所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁感线垂直且水平放置的长为L的摆线，拉一质量为m、带电荷量为q的摆球试求摆球向左通过最低位置时绳上的拉力F.图3514【解析】由题意得FfmgmmgLmv2fqvB由联立得F3mgBq【答案】3mgBq

6、11(2012广东实验中学高二检测)如图3515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的匀强磁场方向垂直纸面向外，并与小球运动方向垂直若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为，求小球下滑的最大速度和最大加速度图3515【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FN和摩擦力Ff，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a0，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：整理得：mgqvBma根据上式讨论，当a0时，v最大，解得：v；刚开始时v0，即只受重力作用时的加速度最大，此时ag.【答案】g12.如图3516所示，空间有一水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里在磁场中有一长为l、内壁光滑且绝缘的细筒竖直放置，筒的底部有一质量为m、电荷量为q的小球，现使细筒沿垂直于磁场方向水平向右匀速运动，求：图3516(1)要使小球能沿筒壁上升，则细筒的运动速度v0应满足什么条件？(2)当细筒做匀速运动的速度为v(vv0)时，试讨论小球对筒壁的压力和小球沿细筒壁上升高度之间的关系【解析】(1)小球随筒以v0向右运动时，受到竖直向上的洛伦兹力F作用，大小为Fqv0B，要使小球沿筒上升，则要求FG，即v0.(2)当筒的速度为v(vv0)时，小球沿筒向上做匀加速度直线运动，则有qvBmgma.小球上升高度为h时，其竖直分速度为v.由于小球沿竖直方向在磁场中做匀加速直线运动，速度为v时满足qvBFN0.由以上各式整理得FNqB.【答案】(1)v0(2)FNqB

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