1、学业分层测评(二十四)(建议用时：45分钟)学业达标1关于电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是()A电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷在电场中一定受电场力作用C电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直【解析】只有运动电荷在磁场中的运动方向与磁场不平行时，带电粒子才受到洛伦兹力作用，若电荷静止或者电荷的运动方向与磁场平行时，都不受洛伦兹力作用，A错误电荷在电场中一定受到电场力作用，B正确正电荷受到的电场力方向与该处电场方向一致，负电荷受到的电场力方向与该处电场方向相反，C错误电荷所受的洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直，也与速度方向垂直，但B与v不一定垂直
2、，D错误【答案】B2在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图3514所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是() 【导学号：34522179】图3514A匀速直线运动B来回往复运动C变速直线运动D曲线运动【解析】通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，应做匀速直线运动【答案】A3截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图3515所示，将出现下列哪种情况()【导学号：34522180】图3515A在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C开始通电时，电子做定向
3、移动并向b偏转D两个表面电势不同，a表面电势较高【解析】金属导体靠电子导电，金属正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成应用左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a表面的作用力，并在a表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b的表面“裸露”出正电荷层，并使b表面电势高于a表面电势【答案】A4如图3516所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图电流方向如图所示，试判断正对读者而来的电子束将向哪边偏转()图
4、3516A向上B向下C向左D向右【解析】由安培定则判断可知，O点磁场方向向下，再根据左手定则判断可知，电子在该处受到向左的洛伦兹力，偏转方向向左，选项C正确【答案】C5每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来(如图3517，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极)，在地球磁场的作用下，射线粒子的偏转方向为()图3517A向东B向南C向西 D向北【解析】地球的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时
5、，根据左手定则可以判断粒子的受力方向为向东，所以粒子将向东偏转，所以A正确【答案】A6目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图3518所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向(从左方)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是 ()图3518AA板带正电B有电流从a经用电器流向bC金属板A、B间的电场方向向下D等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力【解析】离子在磁场力的作用下发生偏转，根据左手定则可知带正电荷的离子向下偏转
6、，带负电荷的离子向上偏转，所以B板带正电、A板带负电，其间有向上的电场，A、C选项错；电流由b向a经过用电器，B选项错；在洛伦兹力大于电场力时带电的离子会继续偏转，待到电场力和洛伦兹力平衡时离子才不发生偏转，选项D正确【答案】D7带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图3519所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是() 【导学号：34522181】图3519A油滴必带正电荷，电荷量为B油滴必带负电荷，比荷C油滴必带正电荷，电荷量为D油滴带什么电荷都可以，只要满足q【解析】油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，其电荷量q，C正确【答案
7、】C8(多选)如图3520所示，水平放置的平行板电容器间有垂直纸面向里的匀强磁场，开关S闭合时一带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板，重力不计对相同状态入射的粒子，下列说法正确的是()【导学号：34522182】图3520A保持开关闭合，若滑片P向上滑动，粒子可能从下极板边缘射出B保持开关闭合，若将磁场方向反向，粒子仍可能沿直线射出C保持开关闭合，若A极板向上移动后，调节滑片P的位置，粒子仍可能沿直线射出D如果开关断开，调节滑片P的位置，粒子可能继续沿直线射出【解析】带电粒子沿水平线穿过电磁场时，qvBq，且方向相反保持开关闭合，若滑片P向上滑动，电压U变小，qvBq，带电粒子会做曲线运动，可能从
8、下极板边缘射出，A对保持开关闭合，若将磁场方向反向，洛伦兹力与电场力方向相同，带电粒子做曲线运动，B错保持开关闭合，若A极板向上移时距离d变大，向下调节滑片P使电压U也升高，仍可能使qvBq，此时粒子仍可能沿直线射出，C对如果开关断开，带电粒子只受洛伦兹力作用，一定不会沿直线运动，D错【答案】AC能力提升9(多选)如图3521所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，若小球分别从A点和B点向最低点O运动，则两次经过O点时()【导学号：34522183】图3521A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】带电小球受到
9、的洛伦兹力及绳的拉力跟速度方向时刻垂直，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，选项A正确；小球分别从A点和B点向最低点O运动，两次经过O点时速度方向相反，由左手定则可知两次经过O点时洛伦兹力方向相反，故绳的拉力大小不同，选项B、C错误；由a可知向心加速度相同，选项D正确【答案】AD10(多选)如图3522所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直现给带电球体一个水平速度v，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦
10、力所做的功可能为()【导学号：34522184】图3522A0B.mC.mv2D.m【解析】当小球带负电时，对小球受力分析如图(1)所示，随着向右运动，速度逐渐减小，直到速度减小为零，所以克服摩擦力做的功为Wmv2.当小球带正电时，设当洛伦兹力等于重力时，小球的速度为v0，则mgqv0B，即v0.当vv0时，如图(2)所示，重力与洛伦兹力平衡，所以小球做匀速运动，所以克服摩擦力做的功为W0；当vv0时，如图(3)所示，管壁对小球有向上的支持力，随着向右减速运动，速度逐渐减小，支持力、摩擦力逐渐增大，直到速度减小到零，所以克服摩擦力做的功为Wmv2；当vv0时，如图(4)所示，管壁对小球有向下的
11、弹力，随着小球向右减速运动，洛伦兹力逐渐减小、弹力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，直到弹力减小到零，摩擦力也为零，此时重力和洛伦兹力平衡，此后小球向右做匀速运动，所以克服摩擦力做的功为Wmv2mvm，综上分析，可知A、C、D项正确(1)(2)(3)(4)【答案】ACD11如图3523所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速度大小不一当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定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，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：图3523 (1)磁场的方向应该
12、垂直纸面向里还是垂直纸面向外？(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FEeE，方向向上若没有磁场，电子束将向上偏转，为了使电子能够穿过小孔S，所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的，根据左手定则分析得出，B的方向垂直于纸面向里(2)能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evBeE，解得：v.又因为E，所以v m/s1105 m/s.即只有速率为1105 m/s的电子可以通过小孔S.【答案】(1)磁场方向垂直纸面向里(2)1105 m/s12如图3524所示，一带电量为q，质量为m的小球从一倾角为的足够长的光滑斜面上由静止开始下滑，斜面处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向外，求：图3524(1)小球在斜面上滑行的最大速度(2)滑行多少距离后小球离开斜面. 【导学号：34522185】【解析】(1)当小球在斜面上的速度最大时，它对斜面的压力恰好为零对其进行受力分析，将重力分解，如图所示：由题意知Bqvmgcos 故最大速度v.(2)小球沿斜面向下运动只有重力做功，根据动能定理mgssin mv2由得s.【答案】(1)(2)
