1、课时作业(二十)运动电荷在磁场中受到的力一、单项选择题1下列说法正确的是()A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D洛伦兹力对带电粒子不做功解析：运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力 FqvBsin，所以F 的大小不但与 q、v、B 有关系，还与 v 的方向与 B 的夹角 有关系，当 0或 180时，F0，此时 B 不一定等于零，所以 A、B 错误；又洛伦兹力与粒子的速度始终垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，粒子的动能也就不变，但粒子速度方向改变，所以 C
2、错、D 对答案：D2来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将()A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地点，稍向东偏转C相对于预定地点，稍向西偏转D相对于预定地点，稍向北偏转解析：地球表面地磁场方向由南向北，质子带正电，根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东，B 正确答案：B3(2017河北省沙河月考)如图是电子射线管示意图接通电源后，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
3、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：电子沿 x 轴正方向运动，则电流沿 x 轴负方向；要使电子偏向 z 轴负方向，则电子所受洛伦兹力或电场力应沿 z 轴负方向；由此可知磁场方向沿 y 轴正方向或电场方向沿 z 轴正方向，B正确答案：B二、多项选择题4下列说法正确的是()A所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用C一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用D运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到磁场力的作用解析：电荷在电场中均受电场力，A 对；运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力
4、FqvB，v 是垂直于 B 的分量，当 v 与 B 平行时，不受洛伦兹力，B、C 错，D 对答案：AD5如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场 B 中现给滑环一个水平向右的瞬时速度，则滑环在杆上的运动情况可能是()A始终做匀速运动B先做减速运动，最后静止在杆上C先做加速运动，最后做匀速运动D先做减速运动，最后做匀速运动解析：带电滑环向右运动所受洛伦兹力的方向向上，其大小与滑环的初速度大小有关由于滑环的初速度大小未具体给出，所以洛伦兹力与滑环的重力可能出现三种不同的关系，但不可能先做加速运动，故选 A、B、D.答案：ABD6如图所示，两个半径
5、相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是()A两小球第一次到达轨道最低点时的速度 vMvNB两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力 FMFNC小球第一次到达 M 的时间大于到达 N 的时间D在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能解析：小球在磁场中到达轨道最低点的过程中只有重力做功，vM 2gR.在电场中到达轨道最低点的过程中，重力做正功，电场力 做 负 功，根 据 动 能 定 理 得 mgR qER 12 mv 2N，vN 2gR2qERm，所以 v
6、MvN；设两轨道左端最高点分别为 X、Y，因为 XM YN，所以该过程所用时间 tMFN，由牛顿第三定律可知 FMFM，FNFN，所以 B 项正确答案：ABD三、非选择题7.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，受力如图所示，qEmg，则电场强度 Emgq.微粒所受电场力方向与电场方向相同，所以微粒带正
7、电(2)由于合力为零，则 qvB 2mg，所以 B 2mgqv.答案：(1)mgq 正电(2)2mgqv8.一个质量为 m0.1 g 的小滑块，带有 q5104 C 的电荷量，放置在倾角 30的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于 B0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面求：(取 g10 m/s2)(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？解析：(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力 mg、斜面支持力 FN 和洛伦兹力 F.若要小滑块离开斜面，洛伦兹力 F 方向应
8、垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有 qvBFNmgcos0当 FN0 时，小滑块开始脱离斜面所以 vmgcosBq0.110310 320.55104m/s2 3 m/s3.46 m/s.(3)法一：下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：mgxsin12mv2斜面的长度至少应是xv22gsin2 322100.5 m1.2 m.法二：下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块：由牛顿第二定律得：mgsinma由运动学公式得：v22ax.解得 xv22gsin1.2 m.答案：(1)带负电(2)3.46 m/s(3)1.2 m
