人教版高一物理第一学期选修第二册第一章 2 磁场对运动电荷的作用力C.docx
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人教版高一物理第一学期选修第二册第一章2磁场对运动电荷的作用力C
2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019选修第二册第一章2.磁场对运动电荷的作用力C
1.如图所示,在同一竖直平面内,有两个光滑绝缘的圆形轨道和倾斜轨道,它们相切于B点.将整个装置置于垂直轨道平面向外的匀强磁场中,有一带正电小球从A处由静止释放沿轨道运动,并恰能通过圆形轨道的最高点C.现若撤去磁场,使球仍能恰好通过C点,则释放高度H′与原释放高度H的关系是()
A.
B.
C.
D.以上三种关系均有可能
2.关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是( )
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
3.关于带电粒子在匀强磁场中的运动,下列说法中正确的是( )
A.带电粒子沿磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做正功
B.带电粒子垂直于磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做正功
C.带电粒子垂直于磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做负功
D.不管带电粒子怎样射入磁场,洛伦兹力对带电粒子都不做功
4.如图所示是一个负电荷在磁场中运动的情况,图中所标出的洛伦兹力的方向中,正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.洛伦兹力使带电拉子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列各图中均标有带正电荷粒子的运动速度,洛伦兹力,及磁场
的方向,虚线圆表示粒子的轨迹,其中可能出现的情况是( )
A.
B.
C.
D.
6.如图所示,平行金属极板M、N的距离为d,两板间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,等离子体群以速度v沿图示方向射入。
已知电容器的电容为C,则( )
A.当开关S断开时,稳定后电容器的电荷量Q>BvdC
B.当开关S断开时,稳定后电容器的电荷量Q C.当开关S闭合时,稳定后电容器的电荷量Q D.当开关S闭合时,稳定后电容器的电荷量Q>BvdC 7、下列有关带电粒子与静止磁场的关系的说法正确的是( ) A.带电粒子在磁场中运动时,其所受的磁场力可能为零 B.在磁场中运动的粒子,速度越大,其所受的磁场力越大 C.在磁场中运动的粒子,速度越大,其所受的磁场力越小 D.静止的带电粒子在磁场中也可能受到磁场力的作用 8、如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块,叠放在粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用恒力F拉b物块,使a、b—起无相对滑动地向左加速运动,那么,在加速运动阶段,a所受的摩擦力的方向及大小的变化情况为( ) A.向左,增大 B.向左,减小 C.向左,不变 D.先向左后向右,先减小后增大 9.如图所示,在光滑绝缘倾角为0的长斜面上有一个带电荷量为-q、质量为m的带电小滑块正在沿斜面向下滑动,某时刻速度为v0,此时加上垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,从此时开始( ) A.小滑块经过时间 离开斜面 B.小滑块离开斜面的时间大于 C.小滑块在斜面上的运动位移大小为 D.小滑块在斜面上的运动位移大小为 10.显像管的工作原理图如图所示,图中阴影区域没有磁场时,从电子枪发出的电子打在荧光屏正中的O点.为使电子在竖直方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,阴影区域所加磁场的方向是( ) A.竖直向上 B.竖直向下 C.垂直于纸面向内 D.垂直于纸面向外 11.电视机中显像管的偏转线圈是绕在铁环上的两个通电导线串联而成的,电流方向如图所示,则铁环中心O处的磁场方向为( ) A.向下 B.向上 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外 12.如图所示,质量为m、带电荷量为+q的带电粒子沿竖直平面以某一速度水平射入匀强磁场,磁场垂直纸面向里、磁感应强度大小为B,粒子恰好沿直线运动,则该粒子所受到的洛伦兹力的方向是( ) A.竖直向下 B.竖直向上 C.水平向左 D.水平向右 13.如图所示,在水平线上M,N两点水平固定两根长直导线,两导线中通有水平方向的电流I,一内壁光滑绝缘的长玻璃管竖直固定在M,N连线的中垂线上,一带正电荷的小球(比管内径略小一点)从MN上方的某位置P无初速释放,Q为P关于MN连线的对称点,则小球从P运动到Q的过程中( ) A.小球先做加速运动后做减速运动 B.小球一直做匀加速运动 C.小球对管壁的压力先向外后向里 D.小球对管壁的压力先减小后增大 14.如图所示是电视机中显像管的偏转线圈示意图,它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成,线圈中通有如图所示方向的电流。 当电子束从纸里经磁环中心向纸外射来时(图中用符号“•”表示电子束),它将( ) A.向右偏转 B.向左偏转 C.向下偏转 D.向上偏转 15.如图所示,在光滑绝缘倾角为θ的固定长斜面上有一个带电荷量为-q、质量为m的带电小滑块正在沿斜面向下滑动,某时刻速度为v0,此时加上平行斜面垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,从此时开始( ) A.小滑块经过时间 离开斜面 B.小滑块离开斜面的时间大于 C.小滑块在斜面上的运动位移大小为 D.小滑块在斜面上的运动位移大小为 16.在竖直平面内半圆形光滑绝缘管处在如图所示的匀强磁场中,B=1.1T,管道半径R=0.8m,其直径AOB在竖直线上。 在管口A处以2m/s水平速度射入一个小带电球,其电量为10-4C,问: (1)小球滑到B处的速度为多少? (2)若小球从B处滑出的瞬间,管子对它的压力恰好为零,小球质量为多少? (g=10m/s2) 17.如图所示,绝缘光滑斜槽轨道与一竖直放置半径为R=0.5m的绝缘光滑圆形轨道相接,圆形轨道处在如图所示的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。 有一质量m=1×10—4kg、电荷量q=1.6×10—3C的带正电球,从斜槽上A点由静止滑下,当A距地面高H多大时,球恰能通过圆轨道的最高点。 18.若带电粒子运动方向与磁场方向垂直.则F洛=__________.若带电粒子运动方向与磁场方向平行时,则带电粒子所受洛伦兹力为__________. 19.洛伦兹力是指磁场对运动__________的作用力.洛伦兹力的方向用__________判定,其内容为: 伸开__________,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从__________进入,并使四指指向__________电荷运动的方向.这时__________所指的方向就是运动的__________电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向__________. 洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向__________,故洛伦兹力不改变带电粒子运动速度的大小,只改变粒子运动的方向.洛伦兹力对带电粒子__________. 参考答案 1.答案: C 2.答案: B 3.答案: D 4.答案: C 5.答案: A 解析: A、由粒子的速度和磁场方向,根据左手定则判断得知,洛伦兹力指向圆心,提供向心力.故A正确. B、由粒子的速度和磁场方向,根据左手定则判断得知,洛伦兹力向上背离圆心,粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动.故B错误. C、由粒子的速度和磁场方向,根据左手定则判断得知,洛伦兹力向左背离圆心,粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动.故C错误. D、洛伦兹力方向不指向圆心力,粒子不可能沿图示轨迹做匀速圆周运动.故D错误. 故选A. 6.答案: C 解析: 洛伦兹力使正离子向N板偏转,负离子向M板偏转,当 时离子不再偏转,故断开开关S时,电容器两极所能达到的最大电压 最大电荷量Q=BvdC,AB错误;当开关S闭合时,平行金属板及等离子群相当于一电源,电源电动势E=Bvd,由于内阻的存在,使得U'C=U'NM 答案: 7、 解析: 带电粒子在磁场中运动时,如果运动方向与磁场早行,则不受洛伦兹力作用,故A正确;根据公式f= 速度大,洛伦兹力不一定大,还要看 的情况,故B错误;根据公式f= 速度大,老伦兹力也不一定小,还要看 的情况,故C错误;根据公式f= 静止的带电粒子在磁场中一定不受洛伦兹力,故D错误。 答案: 8、 解析: 随着速度的增大,a受到的向下的洛伦兹力不断增大整体对地面的压力也就不断增大,使得地面对b的滑动摩擦力不断增大,从而使物块运动的加速度减小。 而a的加速度是由b对a的静摩擦力提供的,由加速度的方向与合外力方向相同可知,a所受的静摩擦力向左,由于整体的加速度在减小,故a的加速度也在减小,a所受的摩擦力减小,B正确。 9.答案: D 解析: 小滑块受到斜面支持力为0是小滑块离开斜面的临界条件,此时速度设为 应用速度公式可知经过的时间 选项AB错;运动位移 选项C错,D对。 10.答案: D 解析: 电子上偏,根据左手定则可以得知,磁场的方向垂直纸面向外,故选D。 11.答案: A 解析: 由安培定则可判断出,铁环的上部分顶点处相当于磁体的N极,下部分的底点处相当于S极,而O点在铁环线圈的外部,即O点在磁体外部,所以O点的磁场方向向下,因此A项正确。 12.答案: B 解析: 由于带电粒子做直线运动,说明带电粒子所受到的洛伦兹力方向与粒子的重力方向相反,即带电粒子所受到的洛伦兹力方向竖直向上,故选项B正确,ACD错误。 13.答案: B 解析: M、N连线中点垂直平分线上磁感应强度方向都向下,小球的运动方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,故做自由落体运动,ACD错,B对。 14.答案: D 解析: 根据右手螺旋定则判断上下两个线圏的N极均在右边,S极均在左边。 则磁环中间处的磁场方向是水平向左的。 根据左手定则判定,由里向外射出的电子流受到的洛伦兹力向上,电子束会向上偏转,选项D对。 15.答案: D 解析: 小滑块受到斜面支持力为0是小滑块离开斜面的临界条件,此时速度设为v,mgcosθ=qvB,应用速度公式可知经过的时间 选项AB错;运动位移 ,选项C错,D对 16.答案: (1)小球从A到B,利用动能定理mg·2R=mvB2/2—mvA2/2得 vB= =6m/s (2)在B点,对小球进行受力分析由于小球做圆周运动,所以有qvBB—mg=mvB2/R 得m=1.2×10—5kg。 解析: 17.答案: 在圆弧的最高点,小球做圆周运动,由牛顿第二运动定律得: mg+N—qvB=mv2/R 当N=0时,小球在最高点具有最小速度,即mg—qvB=mv2/R 10-3-0.8×10-3v=2×10-4v2得v=1m/s,(v=-5m/s舍去) 小球从A到C过程利用动能定理, mg(H-2R)=mvC2/2-0 1×10-4×10×(H-2×0.5)=1/2×10-4×12 得H=1.05m 18.答案: qvB;零 19.答案: 电荷;左手定则;左手;掌心;正;拇指;正;相反;垂直;不做功
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