1、课时分层作业(十六)磁场对运动电荷的作用洛伦兹力(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1如图所示的各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()ABCDB根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向向下，A错误，B正确C、D中都是vB，F0，C、D错误2.(多选)在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场取坐标如图，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是()AE和B都沿x轴方向BE沿y轴正向，B沿z轴正向CE沿z轴正向，B沿y轴正向
2、DE、B都沿z轴方向AB本题没有说明带电粒子的带电性质，为便于分析，假定粒子带正电A选项中，磁场对粒子作用力为零，电场力与粒子运动方向在同一直线上，运动方向不会发生偏转；B选项中，电场力方向向上，洛伦兹力方向向下，当这两个力平衡时，粒子运动方向可以始终不变；C选项中，电场力、洛伦兹力都沿z轴正方向，粒子将做曲线运动；D选项中，电场力沿z轴方向，洛伦兹力沿y轴方向，两力不可能平衡，粒子将做曲线运动如果粒子带负电，仍有上述结果3.(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场中，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()A1带正电B1带负电C2不带电 D3带负电ACD 根据左手定则，
3、带正电的粒子左偏，不偏转说明不带电，带负电的粒子向右偏，因此选A、C、D.4.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)从图中情况可以确定()A粒子从a到b，带正电B粒子从a到b，带负电C粒子从b到a，带正电D粒子从b到a，带负电D垂直于磁场方向射入匀强磁场的带电粒子受洛伦兹力作用，使粒子做匀速圆周运动，半径R.由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量减小，又据Ekmv2知，v在减小，故R减小，可判定粒子从b向a运动；另据左手定则，可判定粒子带负电5.如图所示，有界匀强磁
4、场边界线SPMN，速度不同的同种带电粒子从Q点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60角，设两粒子从S到a、b所需的时间分别为t1、t2，则t1t2为()A13B43C11D32D画出运动轨迹，过a点的粒子转过90，过b点的粒子转过60，故选项D正确6.(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动，小球离开桌面后进入一水平向里的匀强磁场，已知速度方向垂直于磁场方向，如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度为v1.撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度为v2.
5、则下列论述正确的是()Ax1x2Bt1t2Cv1和v2大小相等Dv1和v2方向相同ABC当桌面右边存在磁场时，在小球下落过程中由左手定则知，带电小球受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右，竖直方向上的分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，竖直方向上加速度at2、x1x2，A、B正确；洛伦兹力对小球不做功，故C正确；两次小球着地时速度方向不同，故D错误二、非选择题(14分)7如图所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入已知两板之间距离为d，板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带
6、电荷量为q，质量为m)解析：如图所示，由于质子在O点的速度垂直于板NP，所以粒子在磁场中做圆周运动的圆心O一定位于NP所在的直线上如果直径小于ON，则轨迹将是圆心位于ON之间的一段半圆弧(1)如果质子恰好从N点射出，R1，qv0B1.所以B1.(2)如果质子恰好从M点射出Rd2，qv0B2m，得B2.所以B应满足B.答案：B(时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.(多选)用细线悬挂一个质量为m，带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是(
7、)A小球受到的洛伦兹力B小球的加速度C悬线的拉力D小球的动能BD小球在摆动过程中受重力、绳子拉力和洛伦兹力作用，其中绳子拉力、洛伦兹力对小球都不做功，只有重力做功，小球机械能守恒，故在最低点前后两次动能相同，由于速度方向不同，故洛伦兹力的方向不同，又a，速度大小相同，故a相同，由向心力公式知两次绳子拉力不同，故B、D正确2.如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力则()Avbvc12，tbtc21B
8、vbvc22，tbtc12Cvbvc21，tbtc21Dvbvc12，tbtc12A带正电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，运动轨迹如图所示，由几何关系得，rc2rb，b120，c60，由qvBm得，v，则vbvcrbrc12，又由T，tT和b2c得tbtc21，故选项A正确，B、C、D错误3.(多选)质量为m、带电量为q的小球，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示若小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是()A小球带正电B小球在斜面上运动时做匀加速直线运动C小球在斜面上运动时做加速度增大，而速
9、度也增大的变加速直线运动D小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为ABD要使小球对斜面的压力为零，小球所受洛伦兹力的方向应该垂直于运动方向向上，根据左手定则可以判断A正确；对小球受力分析可以判断小球受的合外力大小为mgsin ，所以小球做匀加速直线运动，B正确，C错误；当小球对斜面压力为零时，qvBmgcos ，所以v，D正确4.如图所示，在第象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量与电荷量都相等的正、负粒子分别以相同速率沿与x轴成30角的方向从原点射入磁场，则正、负粒子在磁场中运动的时间之比为()A12B21C1D11B 正、负粒子在磁场中运动轨迹如图所示，正粒子做匀速圆周运动
10、在磁场中的部分对应圆心角为120.负粒子做匀速圆周运动在磁场中的部分对应圆心角为60，故时间之比为21.二、非选择题(本题共2小题，共26分)5.(12分)如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m、带电荷量为q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度是E，磁感应强度是B，小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度解析：小球受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得mgFNmaFNqEqvB0所以a故v0时，a最大，amaxg.同样可知，a随v的增大而减小，当a减小到零时v达到最大，故mg(qvmaxBqE)得vmax.答案：g6(14分)如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v，沿与x轴正方向成60角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标解析：轨迹示意图如图所示，由射入、射出点的半径可找到圆心O，并得出半径为r，得B，yra；射出点坐标为(0，a)答案：B射出点坐标为(0，a)
