【课堂新坐标,同步备课参考】2013-2014学年高中物理(鲁科版,选修3-1)第6章《磁场对电流和运动电荷的作用》章末归纳提升+综合检测(2份打包)

文档属性

名称 【课堂新坐标,同步备课参考】2013-2014学年高中物理(鲁科版,选修3-1)第6章《磁场对电流和运动电荷的作用》章末归纳提升+综合检测(2份打包)
格式 zip
文件大小 1.3MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 物理
更新时间 2014-08-05 17:04:06

文档简介

课件25张PPT。安培力与其他知识的综合问题 带电粒子在有界磁场中的运动 综合检测(六)
第6章 磁场对电流和运动电荷的作用
(分值:100分 时间:60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题,每小题6分.共42分.每小题至少有一个答案是正确的,把正确答案的字母填在题后的括号内.)
1.如图1所示,通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置,该导线所受安培力大小(  )
图1
A.变大         B.变小
C.不变 D.不能确定
【解析】  通电导线由Ⅰ位置绕固定轴转到Ⅱ位置的过程中,F、I与B三者大小不变且方向总是相互垂直的,所以F的大小不变.选C.
【答案】  C
2.
图2
如图2所示,一水平导线通以电流I,导线下方有一电子,初速度方向与电流平行,关于电子的运动情况,下述说法中,正确的是(  )
A.沿路径a运动,其轨道半径越来越大
B.沿路径a运动,其轨道半径越来越小
C.沿路径b运动,其轨道半径越来越小
D.沿路径b运动,其轨道半径越来越大
【解析】  由安培定则可判断,导线I下方的磁场方向垂直纸面向外,由左手定则可判断,电子将向下偏转,由于离导线越远,磁感应强度B越小,由r=知电子运动的半径越来越大,故A正确,B、C、D错.
【答案】  A
3.(2012·西安一中高二检测)如图3所示,带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出,若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面向里),则带电粒子的可能轨迹是(  )
图3
A.a    B.b    C.c    D.d
【解析】  粒子带负电、磁场方向垂直于纸面向里,根据左手定则,粒子应沿顺时针旋转,故D正确.
【答案】  D
4.
图4
如图4所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬于a、b两点,棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力,为了使拉力等于零,可以(  )
A.适当减小磁感应强度
B.使磁场反向
C.适当增大电流
D.使电流反向
【解析】  首先对MN进行受力分析,受竖直向下的重力G,受两根软导线的竖直向上的拉力和安培力.处于平衡时:2F+IlB=mg,重力mg恒定不变,欲使拉力F减小到0,应增大安培力IlB,所以可增大磁场的磁感应强度B或增大通过金属棒中的电流I,或二者同时增大.
【答案】  C
5.
图5
如图5所示,OO′为水平挡板,S为一电子源,它可以向a、b、c、d四个垂直磁场的方向发射速率相同的电子(ac垂直OO′,bd平行OO′),板OO′下方有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场范围足够大,不计电子重力,则击中挡板可能性最大的方向是(  )
A.a B.b
C.c D.d
【解析】  四个电子都做匀速圆周运动,d的圆心位置最高,所以击中挡板可能性最大的是d.
【答案】  D
6.
图6
(2012·广东高考)质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图6中虚线所示.下列表述正确的是
(  )
A.M带负电,N带正电
B.M的速率小于N的速率
C.洛伦兹力对M、N做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
【解析】  由左手定则知M带负电,N带正电,选项A正确;带电粒子在磁场中做匀速圆周运动且向心力F向=F洛,即=qvB得r=,因为M、N的质量、电荷量都相等,且rM>rN,所以vM>vN,选项B错误;M、N运动过程中,F洛始终与v垂直,F洛不做功,选项C错误;由T=知M、N两粒子做匀速圆周运动的周期相等且在磁场中的运动时间均为,选项D错误.
【答案】  A
7.
图7
(2012·厦门一中高二检测)如图7所示,光滑绝缘轨道ABP竖直放置,其轨道末端切线水平,在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域,电场竖直向上,磁场垂直纸面向里,一带电小球从轨道上的A点由静止滑下,经P点进入场区后,恰好沿水平方向做直线运动.则可判定(  )
A.小球带负电
B.小球带正电
C.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向上偏
D.若小球从B点由静止滑下,进入场区后将立即向下偏
【解析】  小球从P点进入场区后沿水平方向做直线运动,则小球一定受力平衡,由受力平衡知小球一定带正电;且qE+qvB=mg;若从B点静止滑下,由动能定理可求得小球进磁场区时v′【答案】  BD
二、非选择题(本题共5个小题,共58分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.)
8.(8分)
图8
将倾角为θ的光滑绝缘斜面放到一个足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,一个质量为m、带电荷量为q的小物体在斜面上由静止开始下滑(设斜面足够长),如图8所示.滑到某一位置离开斜面.则物体带________电荷(选填“正”或“负”);物体离开斜面时的速度为________;物体在斜面上滑行的长度为________.
【解析】  小物体沿斜面加速下滑时,随着速度的增大,洛伦兹力逐渐增大,为使小物体离开斜面,洛伦兹力的方向必须垂直于斜面向上,可见,小物体带负电;小物体离开斜面时满足qvB=mgcos θ,解得v=;由于只有重力做功,故系统机械能守恒,即mgLsin θ=mv2,解得小物体在斜面上滑行的长度L=.
【答案】  负  
9.(10分)如图9所示,在半径R的圆形区域内,分布着磁感应强度大小为B的匀强磁场.在圆心处发射一个运动方向与磁场垂直的电子,电子质量m,电荷量e.求这个电子要穿离此磁场区域应具有的最小动能.
图9
【解析】  电子刚好穿离磁场区域条件是其轨迹正好和圆相切,故电子运动的半径r=R,①
电子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供即evB=②
而动能Ek=mv2③
三式联立可得Ek=.
【答案】  
10.
图10
(12分)如图10所示,在同一水平面内的两导轨ab、cd相互平行,相距2 m并在竖直向上的磁场中,一根质量为3.6 kg、有效长度为2 m的金属棒放在导轨上,当金属棒中的电流为5 A时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增大到8 A时,金属棒能获得2 m/s2的加速度.则磁场的磁感应强度大小为多少?
【解析】  对金属棒进行受力分析,利用牛顿第二定律可得:
当金属棒中的电流为5 A时,
BI1L-F阻=0①
当金属棒中的电流为8 A时,
BI2L-F阻=ma②
由①②可得
B== T=1.2 T.
【答案】  1.2 T
11.
图11
(12分)如图11所示,AB为一段光滑绝缘水平轨道,BCD为一段光滑的圆弧轨道,半径为R,今有一质量为m、带电量为+q的绝缘小球,以速度v0从A点向B点运动,后又沿弧BC做圆周运动,到C点后由于v0较小,故难运动到最高点.如果当其运动至C点时,忽然在轨道区域加一匀强电场和匀强磁场,使其能运动到最高点此时轨道弹力为0,且贴着轨道做匀速圆周运动,求:
(1)匀强电场的方向和大小;
(2)磁场的方向和磁感应强度.
【解析】  (1)小球贴着轨道做匀速圆周运动,可知qE=mg
所以E=,方向竖直向上
(2)最高点此时轨道弹力为0,所以洛伦兹力提供小球做圆周运动的向心力qv0B=m
所以,B=,根据左手定则,磁场方向垂直纸面向外.
【答案】  (1)方向竖直向上  (2)垂直纸面向外 
12.
图12
(16分)如图12,xOy在竖直平面内,x轴下方有匀强电场和匀强磁场.电场强度为E、方向竖直向下.磁感应强度为B、方向垂直纸面向里.将一个带电小球从y轴上P(0,h)点以初速度v0竖直向下抛出.小球穿过x轴后,恰好做匀速圆周运动.不计空气阻力,已知重力加速度为g.
(1)判断小球带正电还是负电;
(2)求小球做圆周运动的半径;
(3)求小球从P点出发,到第二次经过x轴所用的时间.
【解析】  (1)小球穿过x轴后恰好做匀速圆周运动
有qE=mg,故小球带负电.
(2)设小球经过O点时的速度为v,从P到O,v2=v+2gh
从O到A,根据牛顿第二定律
qvB=m,求出r=.
(3)从P到O,小球第一次经过x轴,所用时间为t1,
v=v0+gt1
从O到A,小球第二次经过x轴,所用时间为t2
T==,t2==
求出t=t1+t2=+.
【答案】  (1)负电 (2)
(3)+