研究洛伦兹力 同步练习(粤教版选修)

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1、第5节　研究洛伦兹力(时间：60分钟)知识点一　带电粒子受到的洛伦兹力的方向1．(双选)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则(　　)．A．此空间一定不存在磁场B．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行C．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直D．此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度垂直解析　由洛伦兹力公式可知：当v的方向与磁感应强度B的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，因此电子未发生偏转，不能说明此空间一定不存在磁场，只能说明此空间可能有磁场，磁场方向与电子速度方向平行，则选项B正确．此空间也可能有正交的磁场和电场，它们的方向

2、均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零．则选项D正确．答案　BD图3－5－102．如图3－5－10所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将(　　)．A．向外偏转B．向里偏转C．向上偏转D．向下偏转解析　由右手螺旋定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外．答案　A图3－5－113．如图3－5－11所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率为(　　)．A．变

3、大　　　　　　　B．变小C．不变D．条件不足，无法判断解析　加上磁场后，滑块受一垂直斜面向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变大，做负功值变大，而洛伦兹力不做功，重力做功恒定，由能量守恒可知，速率变小．答案　B知识点二　洛伦兹力的大小图3－5－124．带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图3－5－12所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是(　　)．A．油滴必带正电荷，电荷量为B．油滴必带负电荷，比荷＝C．油滴必带正电荷，电荷量为D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝解析　油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重

4、力平衡，故油滴带正电，其电荷量q＝，C正确．答案　C5．用绝缘细线悬挂一个质量为m、带电荷量为＋q的小球，让它处于如图3－5－13所示的磁感应强度为B的匀强磁场中．由于磁场运动，小球静止在如图所示位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向是(　　)．图3－5－13A．v＝，水平向右B．v＝，水平向左C．v＝，竖直向上D．v＝，竖直向下解析　当磁场水平向右运动时，带电小球相对于磁场向左运动，由左手定则，洛伦兹力方向向下，小球无法平衡，故A项错误．当磁场以v＝水平向左运动时，F＝qvB＝mg，方向水平向上，小球可以平衡，但这时悬线

5、上拉力为零，不会被拉紧，故B项错误．当磁场以v＝竖直向上运动时，则F＝qvB＝mgtanα，由左手定则，F方向向右，小球可以平衡，故C项正确、D项错误．答案　C6．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　地球赤道外地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电荷．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．答案　B图3－5－147．如图3－5－14

6、所示，一个质量为m、带正电荷量为q的带电体，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直，请回答：(1)能沿下表面滑动，物体速度的大小和方向应满足什么条件？(2)若物体以速度v0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做了多少功？解析　(1)若物体沿下表面滑动，则洛伦兹力一定向上，根据左手定则，速度方向向右．当物体沿下表面滑动时，满足qvB≥mg，解得v≥.(2)运动过程中，洛伦兹力和重力不做功．当v＝时，mg＝qvB，摩擦力消失，由动能定理，克服摩擦力做的功W＝mv－mv2＝m.答案　(1)向右　v≥(2)m图3－5－158

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°进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图3－5－15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；(2)磁感应强度的大小，该带电粒子带何种电荷．解析　(1)带电粒子做匀速直线运动，经受力分析(受力图如图)可知该粒子一定带正电．由平衡条件得：mgsin45°＝qEsin45°，所以E＝.(2)由平衡条件得＝qvB所以B＝.答案　(1)　(2)　正9．如图3－5－16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

8、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μ，求小球由静止沿棒下落到