人教版高二物理选修3-1 3.5运动电荷在磁场中受到的力 同步课时作业（25）（带解析）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-1 3.5运动电荷在磁场中受到的力 同步课时作业（25）（带解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 203.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-29 06:14:49 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理人教版选修3-1同步课时作业（25）
运动电荷在磁场中受到的力
1.下列关于电荷所受电场力和洛仑兹力，正确的说法是(
)
A.电荷在磁场中一定受洛仑兹力作用
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.电荷所受的洛仑兹力一定与磁场方向一致
2.如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线(电子流)将(
)
A.向纸内偏转
B.向纸外偏转
C.向上偏转
D.向下偏转
3.关于电场力与洛伦兹力,下列说法正确的是(?
?)
A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力
B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都沿电场线和磁感线方向
D.只有运动的电荷在磁场中才可能受到洛伦兹力的作用
4.下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流、磁场的磁感应强度和所受磁场力的方向，其中图示正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
5.图中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
6.如图所示,电子e向上射匀强磁场中,此时该电子所受洛伦兹力的方向是(
)
A.向左
B.向右
C.垂直于纸面向里
D.垂直于纸面向外
7.如图所示,三根通电长直导线互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流大小均为,方向垂直纸面向里(已知电流为的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度,其中k为常数).某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过坐标原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受磁场力(
)
A.方向垂直纸面向里,大小为
B.方向指向x轴正方向,大小为
C.方向垂直纸面向里,大小为
D.方向指向x轴正方向,大小为
8.如图甲所示是示波器的结构示意图,图乙是电视机显像管的结构示意图.二者相同的部分是电子枪(给电子加速形成电子束)和荧光屏(电子打在上面形成亮斑);不同的是使电子束发生偏转的部分:分别是匀强电场(偏转电极)和匀强磁场(偏转线圈),即示波器是电场偏转,显像管是磁场偏转.设某次电子束从电子枪射出后分別打在甲、乙两图中的P点.则在此过程中,下列说法错误的是(
)
A.以上两种装置都体现了场对运动电荷的控制
B.甲图中电子动能发生了变化,乙图中电子的动能没有变化
C.甲图中电子动能发生了变化,乙图中电子的动能也发生了变化
D.甲图中电子的动量发生了变化,乙图中电子的动量也发生了变化
9.如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量和电荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁场后分别从b、e两点射出，不计粒子重力．下列说法正确的是（ ）
A．两粒子的速率相等
B．从b点射出的粒子速率较大
C．从b点射出的粒子在磁场中运动时间较长
D．从e点射出的粒子在磁场中运动时间较长
10.关于洛伦兹力的方向，正确的说法是（
）
A.洛伦兹力的方向，就是磁场中电荷运动的方向
B.洛伦兹力的方向始终与电荷运动的方向垂直
C.洛伦兹力的方向始终与磁感应强度的方向垂直
D.洛伦兹力的方向与电荷运动的方向有时垂直有时不垂直，要具体情况具体分析
11.某空间存在着如图甲所示足够大沿水平方向的匀强磁场。在磁场中两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘。在时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块由静止开始做加速度相同的运动.在一起向左运动的过程中,以下说法正确的是(???)
A.图乙可以反映物块A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系
B.图乙可以反映物块A对物块B的摩擦力大小随时间t变化的关系
C.图乙可以反映物块A对物块B的压力大小随时间t变化的关系
D.图乙可以反映物块B对地面压力大小随时间t变化的关系
12.带电荷量为+q的粒子,以速度垂直进入匀强磁场,下列说法正确的是(
)
A.如果把+q改为-q,且速度反向而大小不变,则洛伦兹力的大小和方向均不变
B.带电粒子运动的速度不会改变
C.洛伦兹力的方向一定与粒子速度方向垂直,与磁场方向垂直
D.粒子运动轨道平面一定与磁场方向垂直
参考答案
1.答案：B
解析：电荷在磁场中不一定受到磁场力，比如运动方向与磁场平行，故A错误；电荷在电场中一定受到电场力，故B正确；正电荷在电场中所受电场力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反，故C错误；电荷在磁场中的运动方向和磁场方向不在同一线上时，电荷受洛伦兹力作用，洛伦兹力方向和磁场垂直，故D错误
2.答案：C
解析：电流的周围存在磁场,根据右手螺旋定则判断出阴极射线管处的磁场方向垂直纸面向外,阴极射线(电子流)从负极流向正极,根据左手定则,电子所受洛伦兹力方向向上.所以阴极射线向上偏转,C正确.
3.答案：D
解析：静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错;尽管电场力对电荷可以做功,但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力做功为零,B错;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错;只有D是正确的。
4.答案：C
解析：电流与磁场方向平行，没有安培力，故A错误；安培力的方向是垂直导体棒向下的，故B错误；安培力的方向是垂直导体棒向上的，故C正确；电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故D错误
5.答案：B
解析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左。根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下。故选B。
6.答案：B
解析：电子向上运动,磁场方向垂直纸面向里,由左手定则可知,电子所受洛伦兹力的方向向右,故选B.
7.答案：A
解析：两根导线距离O点的距离相等,根据安培定则,在O点产生的磁场方向相反,大小相等,合磁感应强度为零,所以最终磁感应强度等于R在O点产生的磁感应强度,根据安培定则,O点的磁感应强度方向沿x轴负方向,,磁感应强度的大小,根据左手定则,洛伦兹力方向垂直纸面向里,大小,故A正确,B、C、D错误.
8.答案：C
解析：两种装置都能使电子发生偏转,体现了场对运动电荷的控制,选项A正确;甲图中电场对电子做功,电子动能发生了变化,乙图中洛伦兹力对电子不做功,则电子的动能没有变化,选项B正确,C错误;甲图中电子的速度大小及方向都变化,则动量发生了变化,乙图中电子的速度大小不变,但是方向变化,则电子的动量也发生了变化.选项D正确;此题选择错误的选项.故选C.
9.答案：C
解析：两粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，，得，如下图分析可知，两粒子运动的轨道半径不同，则速率不同，因为，故从b点射出的粒子速率较小，AB错误；
粒子在磁场中运动的时间，因两粒子的质量和电荷量都相等，又是同一磁场，故它们在磁场中运动的时间，与转过的圆心角大小成正比，因，故从b点射出的粒子，在磁场中运动的时间较长，C正确，D错误。
10.答案：BC
解析：根据左手定则，磁感线穿过手心，四指方向应与正电荷运动方向相同，大拇指方向与洛伦兹力方向相同，所以洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，始终与磁感应强度的方向垂直，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
11.答案：CD
解析：整体受总重力、拉力、洛伦兹力和支持力,合力为F,根据牛顿第二定律知加速度不变,整体做匀加速直线运动,所以,A所受的洛伦兹力,知洛伦兹力与时间成正比,图线是过原点的一条倾斜直线,故A错误.隔离对A分析,A所受的合力等于B对A的摩擦力,则,知A所受的静摩擦力不变,则A对B的摩擦力不变,故B错误,A对B的压力等于B对A的支持力,
,N与t呈一次函数关系,故C正确.对整体分析,地面的支持力,压力与时间呈一次函数关系,故D正确.
12.答案：ACD
解析：如果把+q改为-q,且速度反向而大小不变,则洛伦兹力的大小和方向均不变,故A正确;由于粒子速度方向时刻改变,
故速度发生变化,故B错误;洛伦兹力的方向一定与粒子速度方向垂直,与磁场方向垂直,故C正确;因粒子受力与磁场垂直,并且入射方向与磁场垂直,故粒子运动轨道平面一定与磁场方向垂直,故D正确.
运动电荷在磁场中受到的力
1.下列关于电荷所受电场力和洛仑兹力，正确的说法是(
)
A.电荷在磁场中一定受洛仑兹力作用
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.电荷所受的洛仑兹力一定与磁场方向一致
2.如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线(电子流)将(
)
A.向纸内偏转
B.向纸外偏转
C.向上偏转
D.向下偏转
3.关于电场力与洛伦兹力,下列说法正确的是(?
?)
A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力
B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都沿电场线和磁感线方向
D.只有运动的电荷在磁场中才可能受到洛伦兹力的作用
4.下列图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流、磁场的磁感应强度和所受磁场力的方向，其中图示正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
5.图中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
6.如图所示,电子e向上射匀强磁场中,此时该电子所受洛伦兹力的方向是(
)
A.向左
B.向右
C.垂直于纸面向里
D.垂直于纸面向外
7.如图所示,三根通电长直导线互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流大小均为,方向垂直纸面向里(已知电流为的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度,其中k为常数).某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过坐标原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受磁场力(
)
A.方向垂直纸面向里,大小为
B.方向指向x轴正方向,大小为
C.方向垂直纸面向里,大小为
D.方向指向x轴正方向,大小为
8.如图甲所示是示波器的结构示意图,图乙是电视机显像管的结构示意图.二者相同的部分是电子枪(给电子加速形成电子束)和荧光屏(电子打在上面形成亮斑);不同的是使电子束发生偏转的部分:分别是匀强电场(偏转电极)和匀强磁场(偏转线圈),即示波器是电场偏转,显像管是磁场偏转.设某次电子束从电子枪射出后分別打在甲、乙两图中的P点.则在此过程中,下列说法错误的是(
)
A.以上两种装置都体现了场对运动电荷的控制
B.甲图中电子动能发生了变化,乙图中电子的动能没有变化
C.甲图中电子动能发生了变化,乙图中电子的动能也发生了变化
D.甲图中电子的动量发生了变化,乙图中电子的动量也发生了变化
9.如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，有两个质量和电荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁场后分别从b、e两点射出，不计粒子重力．下列说法正确的是（ ）
A．两粒子的速率相等
B．从b点射出的粒子速率较大
C．从b点射出的粒子在磁场中运动时间较长
D．从e点射出的粒子在磁场中运动时间较长
10.关于洛伦兹力的方向，正确的说法是（
）
A.洛伦兹力的方向，就是磁场中电荷运动的方向
B.洛伦兹力的方向始终与电荷运动的方向垂直
C.洛伦兹力的方向始终与磁感应强度的方向垂直
D.洛伦兹力的方向与电荷运动的方向有时垂直有时不垂直，要具体情况具体分析
11.某空间存在着如图甲所示足够大沿水平方向的匀强磁场。在磁场中两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘。在时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块由静止开始做加速度相同的运动.在一起向左运动的过程中,以下说法正确的是(???)
A.图乙可以反映物块A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系
B.图乙可以反映物块A对物块B的摩擦力大小随时间t变化的关系
C.图乙可以反映物块A对物块B的压力大小随时间t变化的关系
D.图乙可以反映物块B对地面压力大小随时间t变化的关系
12.带电荷量为+q的粒子,以速度垂直进入匀强磁场,下列说法正确的是(
)
A.如果把+q改为-q,且速度反向而大小不变,则洛伦兹力的大小和方向均不变
B.带电粒子运动的速度不会改变
C.洛伦兹力的方向一定与粒子速度方向垂直,与磁场方向垂直
D.粒子运动轨道平面一定与磁场方向垂直
参考答案
1.答案：B
解析：电荷在磁场中不一定受到磁场力，比如运动方向与磁场平行，故A错误；电荷在电场中一定受到电场力，故B正确；正电荷在电场中所受电场力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反，故C错误；电荷在磁场中的运动方向和磁场方向不在同一线上时，电荷受洛伦兹力作用，洛伦兹力方向和磁场垂直，故D错误
2.答案：C
解析：电流的周围存在磁场,根据右手螺旋定则判断出阴极射线管处的磁场方向垂直纸面向外,阴极射线(电子流)从负极流向正极,根据左手定则,电子所受洛伦兹力方向向上.所以阴极射线向上偏转,C正确.
3.答案：D
解析：静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错;尽管电场力对电荷可以做功,但如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力做功为零,B错;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错;只有D是正确的。
4.答案：C
解析：电流与磁场方向平行，没有安培力，故A错误；安培力的方向是垂直导体棒向下的，故B错误；安培力的方向是垂直导体棒向上的，故C正确；电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故D错误
5.答案：B
解析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左。根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下。故选B。
6.答案：B
解析：电子向上运动,磁场方向垂直纸面向里,由左手定则可知,电子所受洛伦兹力的方向向右,故选B.
7.答案：A
解析：两根导线距离O点的距离相等,根据安培定则,在O点产生的磁场方向相反,大小相等,合磁感应强度为零,所以最终磁感应强度等于R在O点产生的磁感应强度,根据安培定则,O点的磁感应强度方向沿x轴负方向,,磁感应强度的大小,根据左手定则,洛伦兹力方向垂直纸面向里,大小,故A正确,B、C、D错误.
8.答案：C
解析：两种装置都能使电子发生偏转,体现了场对运动电荷的控制,选项A正确;甲图中电场对电子做功,电子动能发生了变化,乙图中洛伦兹力对电子不做功,则电子的动能没有变化,选项B正确,C错误;甲图中电子的速度大小及方向都变化,则动量发生了变化,乙图中电子的速度大小不变,但是方向变化,则电子的动量也发生了变化.选项D正确;此题选择错误的选项.故选C.
9.答案：C
解析：两粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，，得，如下图分析可知，两粒子运动的轨道半径不同，则速率不同，因为，故从b点射出的粒子速率较小，AB错误；
粒子在磁场中运动的时间，因两粒子的质量和电荷量都相等，又是同一磁场，故它们在磁场中运动的时间，与转过的圆心角大小成正比，因，故从b点射出的粒子，在磁场中运动的时间较长，C正确，D错误。
10.答案：BC
解析：根据左手定则，磁感线穿过手心，四指方向应与正电荷运动方向相同，大拇指方向与洛伦兹力方向相同，所以洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，始终与磁感应强度的方向垂直，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
11.答案：CD
解析：整体受总重力、拉力、洛伦兹力和支持力,合力为F,根据牛顿第二定律知加速度不变,整体做匀加速直线运动,所以,A所受的洛伦兹力,知洛伦兹力与时间成正比,图线是过原点的一条倾斜直线,故A错误.隔离对A分析,A所受的合力等于B对A的摩擦力,则,知A所受的静摩擦力不变,则A对B的摩擦力不变,故B错误,A对B的压力等于B对A的支持力,
,N与t呈一次函数关系,故C正确.对整体分析,地面的支持力,压力与时间呈一次函数关系,故D正确.
12.答案：ACD
解析：如果把+q改为-q,且速度反向而大小不变,则洛伦兹力的大小和方向均不变,故A正确;由于粒子速度方向时刻改变,
故速度发生变化,故B错误;洛伦兹力的方向一定与粒子速度方向垂直,与磁场方向垂直,故C正确;因粒子受力与磁场垂直,并且入射方向与磁场垂直,故粒子运动轨道平面一定与磁场方向垂直,故D正确.