1、第5节 运动电荷在磁场中受到的力基础训练1宇宙中的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电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相对于预定点稍向东偏转C相对于预定点稍向西偏转D相对于预定点稍向北偏转C解析 地球表面的磁场方向由南向北，电子带负电，根据左手定则可判定，电子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向西，故选项C正确2如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()A当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D不管从哪端通入电流，电子都
2、做匀速圆周运动C解析 不管通有什么方向的电流，螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应一直保持原运动状态不变3如图所示，一个带正电荷q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该()A使B的数值增大B使磁场以速率v向上移动C使磁场以速率v向右移动D使磁场以速率v向左移动D解析 为使小带电体对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好与重力平衡，磁场不动而只增大B，则静止电荷在磁场中不受洛伦兹力，选项A错误磁场向上移动相当于电荷向下运动，洛伦兹力向右，也不可能平衡重力，故选项B错误磁场以速度v
3、向左移动，等同于电荷以速度v向右运动，此时洛伦兹力向上；当qvBmg时，带电体对绝缘水平面无压力，则v，选项D正确，C错误4显像管的原理示意图如图所示，当没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由P点逐渐移动到Q点，下列磁场能够使电子束发生上述偏转的是()A解析 要使电子束打在荧光屏上的位置由P点逐渐移到Q点，需要电子从P到O过程中洛伦兹力向上，O到Q过程中洛伦兹力向下，根据左手定则知，能够使电子束发生上述偏转的磁场是选项A的磁场5(多选)如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图图中，永
4、磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()A电子与正电子的偏转方向一定不同B电子与正电子在磁场中运动的加速度一定相同C仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D粒子的动能越大，它在磁场中运动的加速度越小AC解析 在同一匀强磁场中，各粒子进入磁场时速度方向相同，但速度大小关系未知，由左手定则可知电子与正电子进入磁场时所受洛伦兹力方向相反、偏转方向必相反，故选项A正确因a，各粒子虽q相同，但v关系未知，故m相同，v不同时加速度大小不同，而当加速度大小相同时只表明相同，不能确定m的关系
5、，故选项B错误，C正确由Ekmv2，有a，可见当Ek越大时粒子的加速度越大，故选项D错误6医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看作匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T则血
6、流速度的近似值和电极a、b的正负为()A1.3 m/sa正、b负B2.7 m/sa正、b负C1.3 m/sa负、b正D2.7 m/sa负、b正A解析 依据左手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力作用向上偏，负离子在磁场中受到洛伦兹力作用下偏，因此电极a、b的正负为a正、b负；当稳定时，血液中的离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为零，则qEqvB，可得v1.3 m/s，选项A正确7如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点水平向右射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若让该粒子以相同初速度由O点水
7、平向左射入并从区域左边界穿出，则()A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C穿出位置一定在O点D穿出时粒子的动能一定增大D解析 粒子从O点水平向右射入区域内沿直线运动，说明电场力qE与洛伦兹力qvB平衡，若粒子带正电，向右运动时电场力向下、洛伦兹力向上，反向时电场力和洛伦兹力方向都向下，粒子向下偏，电场力做正功，穿出时粒子动能增加；若粒子带负电，向右运动时电场力向上、洛伦兹力向下，反向时电场力和洛伦兹力方向都向上，粒子向上偏，电场力做正功，穿出时粒子动能增加；无论粒子带正电还是带负电，穿出时粒子的动能都增加，选项D正确，A、B、C错误8(多选)质量为m、电荷量为q的微粒，以与水平方向
8、成角的速度v，从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法正确的是 ()A该微粒一定带负电荷B微粒从O到A的运动可能是匀变速运动C该磁场的磁感应强度大小为D该电场的场强为AD解析 若微粒带正电，则受到竖直向下的重力mg、水平向左的电场力qE和右斜向下的洛伦兹力qvB，微粒不能做直线运动，据此可知微粒应带负电，它受竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE和左斜向上的洛伦兹力qvB，又知微粒恰好沿着直线运动到A，可知微粒应该做匀速直线运动，故选项A正确，B错误；由平衡条件可知cos ，sin ，得磁场的磁感
9、应强度B，电场的场强E，故选项C错误，D正确能力提升9(多选)如图所示，水平放置的平行板电容器两板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()A保持开关闭合，若滑片P向上滑动，粒子可能从下板边缘射出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AC解析 带电粒子匀速通过两板间，电场力和洛伦兹力相等，若开关闭合，滑片P向上滑动，两板间电压减小，电场力减小，若粒子带负电则粒子向下偏转
10、，选项A正确；若开关闭合，磁场反向，洛伦兹力也反向，粒子不能沿直线射出，选项B错误；若开关闭合，A板向上移动后，调节滑片P的位置，可使电场强度不变，粒子仍可能沿直线射出，选项C正确；若开关断开，电容器通过滑动变阻器放电，粒子不再受电场力作用，也就不能沿直线射出，选项D错误10(多选)如图所示，一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环的速度图象可能是()AD解析 由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，当洛伦兹力初始时刻小于重力时，弹力方向竖直向上，圆环向右减速运动，随着速
11、度减小，洛伦兹力减小，弹力越来越大，摩擦力越来越大，故做加速度增大的减速运动，直到速度为零而处于静止状态，选项中没有对应图象，当洛伦兹力初始时刻等于重力时，弹力为零，摩擦力为零，故圆环做匀速直线运动，选项A正确；当洛伦兹力初始时刻大于重力时，弹力方向竖直向下，圆环做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，在弹力减小到零的过程中，摩擦力逐渐减小到零，故做加速度逐渐减小的减速运动，摩擦力为零时，开始做匀速直线运动，选项D正确11如图所示，质量为m1 kg，电荷量为q5102C的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m 的光滑绝缘圆轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中
12、已知E100 V/m，水平向右；B1 T，方向垂直纸面向里求：(1)滑块到达C点时的速度大小；(2)在C点时滑块对轨道的压力大小(g10 m/s2)解析 以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；电场力qE，水平向右；洛伦兹力F洛qvB，方向始终垂直于速度方向(1)滑块滑动过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgRqERmv，得vC2 m/s.(2)在C点，滑块受到四个力作用，如图所示，由牛顿第二定律与圆周运动知识得FNmgqvCBm，解得FNmgqvCBm20.1 N，根据牛顿第三定律得FNFN20.1 N.答案 (1)2 m/s(2)20.1 N12有人设想用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子，粒子在电离室中电离后带正电，电荷量与其表面积成正比电离后，粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向如图所示收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上半径为r0的粒子，其质量为m0、电荷量为q0，刚好能沿O1O3直线射入收集室不计纳米粒子的重力，求图中区域的电场强度解析 设半径为r0的粒子加速后的速度为v0，则mvq0U，v0.设区域内的电场强度为E，则q0v0Bq0E，Ev0BB，电场强度方向竖直向上答案 B方向竖直向上
