洛伦兹力2.docx
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洛伦兹力2.docx
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洛伦兹力2
2014-2015学年度?
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学校10月月考卷
1.如图所示,水平直导线中通有恒定电流I,导线的正上方处有一电子初速度v0,其方向与电流方向相同,以后电子将()
A.沿路径a运动,曲率半径变小B.沿路径a运动,曲率半径变大
C.沿路径b运动,曲率半径变小D.沿路径b运动,曲率半径变大
2.如图所示,I、Ⅱ是竖直平面内两个相同的半圆形光滑绝缘轨道,K为轨道最低点。
轨道I处于垂直纸面向外的匀强磁场中,轨道II处于水平向右的匀强电场中。
两个完全相同的带正电小球a、b从静止开始下滑至第一次到达最低点k的过程,则此过程带电小球a、b相比
A.球a所需时间较长
B.球b机械能损失较多
C.在K处球a速度较大
D.在K处球b对轨道压力较大
3.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示。
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是
A.向上B.向下C.向左D.向右
4.如右图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球.O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放.下列判断正确的是
A.当小球运动的弧长为圆周长的1/4时,洛伦兹力最大
B.当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛伦兹力最大
C.小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大
D.小球从b点到c点,电势能增大,动能先增大后减小
5.如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子的重力不计,所具有的速率
v=E/B,那么有( )
A.带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过
B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过
C.不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过
D.不论粒子电性如何,沿ba方向从右侧进入场区,都能沿直线通过
6.如图所示,匀强电场E竖直向下,匀强磁场B垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c,若将它们分别置入该区域中,油滴a保持静止,油滴b向左水平匀速运动,油滴c向右水平匀速运动,不计空气阻力,比较三个油滴所受重力()
A、油滴a所受重力最大B、油滴b所受重力最大
C、油滴c所受重力最大D、三个油所受滴重力一样大
7.如图所示,真空中存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自a沿曲线acb运动到b点时,速度为零,c是轨迹的最低点。
以下说法中正确的是( )
A.液滴带负电
B.液滴在C点动能最大
C.液滴运动过程中机械能守恒
D.液滴在C点机械能最大
8.如图所示,匀强电场水平向右,虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场,虚线左边有一固定的光滑水平杆,杆右端恰好与虚线重合。
有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放,带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后,开始一小段时间内,小球()
A.可能做匀加速直线运动
B.一定做变加速曲线运动
C.重力势能可能增大
D.电势能可能增大
9.如图所示,虚线间空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场,有一个带正电小球(电量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下,那么,在电磁混合场中带电小球可能沿直线通过的有()
10.如下图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电的小球(电荷量为+q、质量为m)从电磁复合场上方的某一高度处自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的电磁复合场的是( )
11.如图所示,水平放置的平行板电容器间有匀强磁场,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,下列说法正确的是( )
A.保持开关闭合,若滑片P向上滑动,粒子不可能从下极板边缘射出
B.保持开关闭合,若滑片P向下滑动,粒子不可能从下极板边缘射出
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,粒子继续沿直线射出
12.如图所示,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,磁场方向垂直纸面向里。
如果微粒做匀速直线运动,则下列说法正确的是()
A.微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用
B.微粒带负电,微粒在运动中电势能不断增加
C.匀强电场的电场强度
D.匀强磁场的磁感应强度
13.如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动。
下列说法正确的是()
A.微粒一定带负电B.微粒动能一定减小
C.微粒的电势能一定增加D.微粒的机械能不变
14.如图所示,界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E,磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。
在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落,经电场和磁场到达水平地面。
若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场的过程中,下列说法中正确的是
A.小球做匀变速曲线运动
B.小球的电势能保持不变
C.洛伦兹力对小球做正功
D.小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和
15.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向外,匀强电场场强为E,方向竖直向下,一带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力,则
A.此微粒带正电荷
B.此微粒带负电荷
C.此微粒沿顺时针方向转动
D.此微粒沿逆时针方向转动
参考答案
1.D
【解析】
试题分析:
水平导线中通有稳定电流I,根据安培定则判断导线上方的磁场方向向里,导线下方的磁场方向向外,由左手定则判断可知,导线上面的电子所受的洛伦兹力方向身向上,则电子将沿b轨迹运动,其速率v不变,而离导线越远,磁场越弱,磁感应强度B越小,由公式
可知,电子的轨迹半径逐渐增大,故轨迹不是圆,故D正确。
考点:
考查了带电粒子在磁场中的运动,安培定则
2.BC
【解析】
试题分析:
洛伦兹力不做功,对球a的运动过程只有重力做正功,而对b除重力做正功外还有电场力做负功,所以二者下降到同一高度时,
,滑到最低点过程二者通过的路程相等,而在任意相同的位置都是
所以球a所需时间较短,选项A错C对。
对球a的运动过程只有重力做正功机械能守恒,对球b除重力外还有电场力做负功机械能减少选项B对。
在K处,对球a:
,对球b:
,整理得
,
,由于无法判断速度的定量关系所以无法判断支持力大小,故对轨道压力大小无法判断选项D错。
考点:
机械能守恒圆周运动洛伦兹力电场力
3.B
【解析】根据安培定则(即右手螺旋定则),b、d导线中的电流在O点产生的磁场方向相反,它们的合磁场为零,a、c导线中的电流在O点处产生的磁场均水平向左,所以O点处的合磁场水平向左;再根据左手定则可判断出,带正电粒子垂直于纸面的方向向外运动时,它所受洛伦兹力的方向向下,所以B正确。
【考点定位】右手螺旋定则、场强叠加原理、左手定则.
4.D
【解析】
由洛伦兹力公式F=qvB可知速度大,则力大,而速度最大的位置在重力场和电场的复合场的最低点,与水平面成45°角的左斜下方,故选项A、B错误;从a点到b点,电场力做正功,电势能减小,故选项C错误;从b点运动到c点,电场力做负功,电势能增大,动能在重力场和电场的复合场的最低点最大,故动能先增大后减小,选项D正确.
5.AC
【解析】
试题分析:
带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,所受电场力竖直向下,由左手定则可知粒子所受洛伦兹力方向竖直向上,当电场力等于洛伦兹力时才能沿直线通过,A对;同理判断B错;由此可知速度选择器选择的是速度,对粒子的质量、电性都没有要求,但有固定的出入口,C对;D错;
考点:
考查速度选择器
点评:
难度较小,明确电场力和洛伦兹力方向,明白速度选择器选择的只是速度,但有固定的出入口
6.B
【解析】
试题分析:
a球受力平衡,有
①
重力和电场力等值、反向、共线,故电场力向上,由于电场强度向下,故球带负电;
b球受力平衡,有
②
c球受力平衡,有
③
由此可知mb>ma>mc
考点:
考查粒子在复合场中的运动
点评:
难度较小,注意粒子的速度为零时不受洛仑兹力作用,左手定则中四指指向正电荷定向移动方向
7.ABD
【解析】
试题分析:
若液滴带正电,经过受力分析可知,其洛伦兹力指向曲线外侧,不满足曲线运动条件,因此粒子应带负电,A正确。
由于从静止开始沿acb运动,则运动至C时,电场力和重力所做正功最大,所以C点动能应最大,B正确。
由于在运动过程中电场力先做正功后做负功,机械能先增加后减少,所以C点机械能应最大,但该过程中机械能并不守恒,C错误,D正确
考点:
曲线运动条件、机械能守恒定律、动能定理
点评:
此类题型考察了机械能守恒定律的理解和动能定理的应用
8.BC
【解析】
试题分析:
设小球刚进入磁场时,重力与洛伦兹力平衡,水平方向受电场力作用,故小球的速率增大,洛伦兹力变化,故做曲线运动,小球所受合外力是变化的,所以小球一定做变加速曲线运动,所以选项A错误、B正确;若小球进入磁场后,所受洛伦兹力大小重力,则小球向上偏转,重力势能增加,所以选项C正确;进入复合场后,电场力做正功,所以小球电势能减小,故选项D错误;
考点:
带电体在复合场中的运动
9.CD
【解析】
试题分析:
小球进入复合场时初速度方向竖直向下,要想沿直线通过,必须满足合力与速度共线或者合力为0,正电荷受到电场力与电场线同向.分析选项A,电场力水平向左,洛伦兹力水平向右,即便二者大小相等,小球竖直方向受到重力作用速度也会继续增大而导致电场力和洛伦兹力不平衡,最终无法沿直线通过选项A错。
选项B中电场力竖直向上,重力竖直向下,但水平面内的洛伦兹力垂直纸面向外,无法平衡,所以不可能沿直线运动选项B错。
选项C中洛伦兹力水平向右,电场力斜向左上方,若电场力的水平分力与洛伦兹力平衡,电场力的竖直分力与重力平衡则合力为0做匀速直线运动选项C对。
选项D中,速度与磁场平行,不收洛伦兹力作用,重力向下,电场力向上,合力与速度共线,所以一定沿直线通过选项D对。
考点:
小球在重力场,电场和磁场的复合场中的运动
10.CD
【解析】
试题分析:
A图中小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力,下降过程中速度一定变大,故洛伦兹力一定增大,不可能一直与电场力平衡,故合力不可能一直向下,故一定做曲线运动,故A错误;B图中小球受重力、向上的电场力、垂直向外的洛伦兹力,合力与速度一定不共线,故一定做曲线运动,故B错误;
C图中小球受重力、向左上方的电场力、水平向右的洛伦兹力,若三力平衡,则粒子做匀速直线运动,故C正确;D图中粒子受向下的重力和向上的电场力,合力一定与速度共线,故粒子一定做直线运动,故D正确.
考点:
带电粒子在复合场中的运动。
11.C
【解析】
试题分析:
由图可知A板带正电,B板带负电;AB间形成正交电场和磁场,对正负粒子匀速通过,所受的电场力和洛仑兹力等大反向,满足速度选择器原理。
若带电粒子带负电,则受电场力向上,洛仑兹力向下,二力应大小相等,物体才能做匀速直线运动;若滑片P向上滑动,则滑动变阻器接入电阻减小,则电流增大,定值电阻及内阻上的电压增大,则由闭合电路的欧姆定律可知R两端的电压减小,故电容器两端的电压减小,则由
可知,所受极板间电场强度小,则所受电场力减小,而所受洛仑兹力不变,故粒子将向下偏转,可以从下极板边缘飞出,故A错误。
若粒子带正电,则粒子所受电场力向下,洛仑兹力向上,而当滑片下移时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中电流减小,则由以上分析可知,滑动变阻器两端的电压增大,则电容器两极板间的电场强度增大,带电粒子受电场力变大,则粒子将向下偏转,故也可能从下板边缘飞出,故B错误。
当A板上移时,两板间的距离增大,同时调节P的位置可增大其电压,由
知场强E可以保持不变,则粒子依然匀速通过,故C正确;若开关断开,则电容器与电源断开,而与R形成通路,电容器放电,电荷会减小,故两板间的电场强度要减小,故所受电场力减小,粒子不会做直线运动,故D错误;故选C.
考点:
本题考查了带电粒子在混合场中的运动、速度选择器原理、闭合电路的欧姆定律、电容器的两类变化。
12.AB
【解析】
13.A
【解析】对该种粒子进行受力分析得:
它受到竖直向下的重力,水平方向的电场力,垂直速度方向的,其中重力和电场力是恒力,由于粒子沿直线运动,则可以判断出其受到的洛伦兹力也是恒定的,即该粒子是做匀速直线运动,动能不变,所以B项错误;
如果该粒子带正电,则受到向右的电场力和向左下方的洛伦兹力,所以粒子受到的力不会平衡,故该种粒子一定是带负电,A项正确;该种粒子带负电,向左上方运动,所以电场力做正功,电势能一定是减小的,C项错误;因为重力势能增加,动能不变,所以该粒子的机械能增加,D项不对。
考点:
电场力与洛伦兹力。
14.D
【解析】
试题分析:
小球进入电场时,速度方向竖直向下,受到自身重力
竖直向下,电场力
水平向右,洛伦兹力
水平向右,合力方向与速度不共线,小球做曲线运动,而且与速度不能保持垂直,小球不能做匀速圆周运动,但随着速度大小变化,洛伦兹力变化,加速度变化,不是匀变速曲线运动选项A错。
电场力做正功,电势能减少,选项B错。
洛伦兹力不做功,选项C错。
根据功能关系,减少的重力势能和电势能之和等于增加的动能,选项D对。
考点:
带电小球在复合场中的运动
15.BD
【解析】
试题分析:
由题意带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动,可知在竖直方向上合外力为零,所以带电粒子的重力和电场力二力平衡,因为电场方向向下,电场力方向向上,所以微粒带负电,B正确;粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动,由左手定则可知微粒沿逆时针方向转动,D正确。
考点:
洛伦兹力,带电粒子在复合场中的运动
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