高中物理 第3章 打開電磁學(xué)的大門 第2節(jié) 磁場中的運(yùn)動電荷學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測評 魯科版選修1-1

磁場中的運(yùn)動電荷 (建議用時：45分鐘) 1．在長直導(dǎo)線AB附近，有一帶正電的小球由絕緣線懸掛在M點，如圖325所示，當(dāng)導(dǎo)線中有恒定電流通過時，下列說法中正確的是(　　) 圖325 A．小球受到垂直紙面向里的磁場力 B．小球受到垂直紙面向外的磁場力 C．小球受到垂直于AB向右的磁場力 D．小球不受磁場力的作用 【解析】　因為帶電小球靜止，所以不受磁場力的作用． 【答案】　D 2．一個長螺線管中通有電流，把一個帶電粒子沿中軸線方向射入(若不計重力影響)，粒子將在管中(　　) A．做圓周運(yùn)動 B．沿軸線來回運(yùn)動 C．做勻加速直線運(yùn)動 D．做勻速直線運(yùn)動 【解析】　由安培定則可知，長螺線管中軸線上的磁場方向與中軸線平行，故粒子沿中軸線方向射入，則粒子不受洛倫茲力作用，故粒子將在管中做勻速直線運(yùn)動，D項正確． 【答案】　D 3．有關(guān)洛倫茲力和安培力的描述，正確的是(　　) A．通電直導(dǎo)線處于勻強(qiáng)磁場中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) C．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動受到的洛倫茲力做正功 D．通電直導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行 【解析】　通電直導(dǎo)線與磁場平行時，不受安培力，選項A錯誤．安培力方向與磁場垂直，選項D錯誤．洛倫茲力對帶電粒子不做功，選項C錯誤．安培力是大量運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，選項B正確． 【答案】　B 4．如圖326所示，帶正電的不計重力的粒子，沿水平向右的方向垂直進(jìn)入磁場，關(guān)于其運(yùn)動情況，下列說法中正確的是(　　) 圖326 A．如圖中軌跡1所示 B．如圖中軌跡2所示 C．如圖中軌跡3所示 D．垂直紙面向里運(yùn)動 【解析】　由左手定則可知，選項A正確． 【答案】　A 5．電子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：31870025】 A．速率越大，周期越大 B．速率越小，周期越大 C．速度方向與磁場方向平行 D．速度方向與磁場方向垂直 【解析】　由T＝可知，選項A、B錯誤．做勻速圓周運(yùn)動時，速度方向與磁場方向垂直，選項D正確． 【答案】　D 6．如圖327所示，a、b是位于真空中的平行金屬板，a板帶正電，b板帶負(fù)電，板間場強(qiáng)為E.兩板間的空間中加勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一束電子以大小為v0的速度沿圖中虛線方向射入，虛線平行于a、b板，要想電子沿虛線運(yùn)動，則vo、E、B之間的關(guān)系應(yīng)滿足(　　) 圖327 A．v0＝E/B　　　　　 B．v0＝B/E C．v0＝E/Be D．v0＝Be/E 【解析】　要想使電子沿虛線運(yùn)動，要求電子受到的電場力等于磁場力，即Eq＝Bqv0，v0＝E/B. 【答案】　A 7．在學(xué)校操場的上空中停著一個熱氣球，從它底部脫落一個塑料小部件，下落過程中由于和空氣的摩擦而帶負(fù)電，如果沒有風(fēng)，那么它的著地點會落在氣球正下方地面位置的(　　) A．偏東 B．偏西 C．偏南 D．偏北 【解析】　地磁場在水平方向上的分量方向是水平向北，小部件帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可得氣球受到向西的洛倫茲力，故向西偏轉(zhuǎn)，B正確． 【答案】　B 8．宇宙射線中存在高能帶電粒子，假如大氣層被破壞，這些粒子就會到達(dá)地球，從而給地球上的生命帶來危害，根據(jù)地磁場的分布特點，判斷下列說法中正確的是(　　) A．地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在南北兩極最強(qiáng)，赤道附近最弱 B．地磁場對直射地球的宇宙射線的阻擋作用在赤道附近最強(qiáng)，兩極最弱 C．地磁場對宇宙射線的阻擋作用在地球周圍各處相同 D．地磁場對宇宙射線無阻擋作用 【解析】　當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁感線的方向在一條直線上時，磁場對它沒有作用力，當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動方向與磁感線的方向垂直時，磁場對它的作用力最大，根據(jù)地磁場的方向和宇宙射線的入射方向不難判定，選項B正確． 【答案】　B 9．在勻強(qiáng)磁場B中一帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動半周后又順利進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度是2B的勻強(qiáng)磁場中，B的方向如圖328所示，下列說法正確的是(　　) 圖328 A．粒子速率加倍，周期減半 B．粒子的半徑加倍，周期加倍 C．粒子的半徑減半，周期減半 D．粒子在B中仍沿逆時針方向運(yùn)動 【解析】　因洛倫茲力對帶電粒子不做功，所以帶電粒子進(jìn)入另一磁場時速率不變，又因帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，有qvB＝m，得r＝，且T＝＝由此兩式可判斷C正確，A錯，B錯．根據(jù)左手定則可判斷D錯． 【答案】　C 10．在只受洛倫茲力的條件下，關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，下列說法正確的有(　　) A．只要粒子的速度大小相同，帶電量相同，粒子所受洛倫茲力大小就相同 B．洛倫茲力只改變帶電粒子的運(yùn)動軌跡 C．洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功 D．洛倫茲力始終與速度垂直，所以粒子在運(yùn)動過程中的動能、速度保持不變 【解析】　洛倫茲力的大小與電荷進(jìn)入磁場的速度方向有關(guān)系，但洛倫茲力永遠(yuǎn)垂直速度方向，不做功．不改變速度大小，但可以改變速度的方向． 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中所受的洛倫茲力的大小不但與速度的大小有關(guān)，而且與速度的方向有關(guān)，當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直時，粒子所受的洛倫茲力最大；當(dāng)粒子的速度方向與磁場方向平行時，帶電粒子不受洛倫茲力的作用．速度大小相同的粒子，沿不同方向進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力的大小不同，所以選項A不正確．由于洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，所以洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，動能保持不變，洛倫茲力不做功；但在洛倫茲力的作用下，粒子的運(yùn)動方向要發(fā)生變化，速度就要發(fā)生變化，所以本題的正確選項應(yīng)為B、C. 【答案】　BC 11．如圖329所示，某空間勻強(qiáng)電場豎直向下，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，一金屬桿AB在正交的電場和磁場中從高h(yuǎn)處自由下落，則________端先著地． 圖329 【解析】　金屬桿AB自由下落，桿中自由電子受向左的洛倫茲力而聚集于A端，B端帶上等量正電荷．A端受向上的電場力，B端受向下的電場力，因此，B端先著地． 【答案】　B 12．如圖3210所示，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球靜止在光滑的絕緣平面上，并處于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.為了使小球能飄離平面，該勻強(qiáng)磁場在紙面移動的最小速度應(yīng)為多少？方向如何？ 圖3210 【解析】　磁場運(yùn)動相當(dāng)于帶電小球反向運(yùn)動．只有洛倫茲力向上且qvB＝mg時v最小，則v＝.據(jù)安培定則，知球相對磁場水平向右運(yùn)動，則磁場應(yīng)水平向左運(yùn)動． 【答案】　　水平向左