人教版高中物理选修3-1运动电荷在磁场中受到的力名师精编作业1.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 运动电荷在磁场中受到的力 【典型例题】 【例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仑兹力作用，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仑兹力的方向一定互相垂直 C、电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛仑兹力对电子做功的结果 D、电荷与磁场力没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力 【解析】运动电荷处于磁感线强度为零处,所受洛仑兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时（同向或反向）也不受洛仑兹力的作用；运动电荷受到的洛仑兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，即洛仑兹力既垂直磁场方向，也垂直于电荷的运动方向，但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直；因为洛仑兹力一定垂直于电荷的运动方向，所以洛仑兹力永远不做功；运动电荷才受洛仑兹力的作用，这里的运动应是与磁场的相对运动。 【答案】D 【例2】如图所示，MDN为绝缘材料制成的光滑竖直半圆环，半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。一带电量为-q，质量为m的小球自M点无初速下落，下列说法中正确的是（ABD） A、由M滑到最低度点D时所用时间与磁场无关 B、球滑到D时，速度大小v= C、球滑到D点时，对D的压力一定大于mg D、滑到D时，对D的压力随圆半径增大而减小 【解析】对沿光滑竖直半圆环下滑的小球进行受力分析，如图所示，使小球下滑的力只有重力沿轨道的切向分力Gt，洛仑兹力的存在只是减少了小球对轨道的压力，故下滑到最低点所用的时间及到最低点的速度与磁场是否存在均无关。 下滑过程中，只有重力做功，由机械能守恒得：mgR= 所以v= 在最低点时，三个力的合力提供圆周运动的向心力（如图所示），即 N+F洛-mg=m· N=mg+2mg- F洛=3mg- F洛，不能确认N和mg的关系，即不能确定小球对轨道压力和重力关系。 由N=3mg- F洛=3mg-qVB=3mg-qB可知，当R变大时，N在减小，即对轨道压力在减小。 【答案】A、B、D 【例3】如图所示，在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为1T，电场强度为10N/C，一个带正电的微粒，q=2×10-6C，质量m=2×10-6㎏，在这正交的电场的磁场内恰好做匀速直线运动，则带电粒子运动的速度大小多大？方向如何？ 20m/s 与电场强度成60°斜向上。 【解析】运动电荷作匀速直线运动，则它受的合外力必为零，重力和电场力的大小、方向均可直接确定，则洛仑兹力必与重力和电场力的合力等值、反向，如图所示，由左手定则就可确定运动电荷的速度方向。 设速度v与电场E的夹角为 tan= 所以=60° 由运动电荷受到合外力为零，得： qVB=2mg 所以 v= 【基础练习】 选择题： 1、关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（ ） A、f、B、v三者必定均相互垂直 B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直v C、B必定垂直于f，但f不一定垂直于v D、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B 2、有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（ ） A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用 B、电荷在电场中一定受电场力的作用 C、电荷受电场力的方向与该处电场方向垂直 D、电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直 3、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（ ） A、2：1 B、1：1 C、1：2 D、1：4 4、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，则电子射线将（ ） A、向上偏 B、向下偏 C、向纸内偏 D、向纸外偏 5、图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（ ） A、大小为B/v，粒子带正电时，方向向上 B、大小为B/v，粒子带负电时，方向向上 C、大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关 D、大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关 6、如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率（ ） A、变大 B、变小 C、不变 D、条件不足，无法判断 填空题： 7、如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的