2019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.doc

15 5 运动电荷在磁场中受到的力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1 4B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FqvB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ayGa>Gc，故B、D 正确答案：BD4三、非选择题9一初速度为零的质子，经过电压为 1 880 V 的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×104 T 的匀强磁场中求质子受到的洛伦兹力的大小(质子质量m1.67×1027 kg，g取 10 m/s2)解析：质子的初速度为零，由动能定理得Uqmv2，1 2可得质子进入匀强磁场时的速率v6.0×105 m/s，2Uq m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FqvB1.6×1019×6.0×105×5.0×104 N4.8×1017 N.答案：4.8×1017 NB 组 能力提升一、选择题1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：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 错误答案：B2.(多选)如图所示为匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区，方向如图所示一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0射入场区，则( )A若v0 ，电子沿轨迹运动，出场区时速度vv0E B5B若v0 ，电子沿轨迹运动，出场区时速度vv0E BC若v0 ，电子沿轨迹运动，出场区时速度vv0E BD若v0 ，电子沿轨迹运动，出场区时速度vv0E B解析：当qvBqE时，电子沿直线运动，此时v .当v0 时，洛伦兹力大于电场力，轨E BE B迹向下偏转，电场力做负功，动能减小，出场区时速度vv0，A 错误，B 正确当v0时，洛伦兹力小于电场力，电子向上偏转，电场力做正功，出场区时速度vv0，C 正确，E BD 错误答案：BC二、非选择题3.如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为.一质量为m、带电荷量为q的圆环A套在OO棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为，且<tan .现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2)圆环A能够达到的最大速度为多大？解析：(1)由于<tan ，所以环将由静止开始沿棒下滑环A沿棒运动的速度为v1时，受到重力mg、洛伦兹力qv1B、杆的弹力FN1和摩擦力Ff1FN1.根据牛顿第二定律，对圆环A沿棒的方向：mgsin Ff1ma垂直棒的方向：FN1qv1Bmgcos 所以当Ff10(即FN10)时，a有最大值am，amgsin 此时qv1Bmgcos 解得v1mgcos qB(2)设当环A的速度达到最大值vm时，环受杆的弹力FN2，方向垂直于杆向下，摩擦力Ff2FN2.此时应有a0，即mgsin Ff2在垂直杆方向上FN2mgcos qvmB解得vmmgsin cos qB答案：(1)gsin (2)mgcos qBmgsin cos qB64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qEmg，则电场强度E.mg q(2)由于合力为零，则qvBmg，所以B.22mgqv答案：(1) 正电 (2)mgq2mgqv