3.5 运动电荷在磁场中受到的力—2020-2021学年高中物理选修3-1练习册
文档属性
| 名称 | 3.5 运动电荷在磁场中受到的力—2020-2021学年高中物理选修3-1练习册 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 232.0KB | ||
| 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 | 2020-09-10 17:33:28 | ||
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文档简介
5 运动电荷在磁场中受到的力
知识点一 对磁场和洛伦兹力的理解
1.下列关于运动电荷和磁场的说法中正确的是
( )
A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,该点的磁感应强度必为零
B.电荷运动的方向、磁感应强度的方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两垂直
C.电子在磁场中仅受洛伦兹力作用而偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果
D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力
2.大量的带电荷量均为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是
( )
A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向但大小不变,与磁场方向不平行,则洛伦兹力的大小和方向均不变
C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用
D.带电粒子受到的洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度就越小
3.关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是
( )
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,方向都沿电场线或磁感线切线方向
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
知识点二 洛伦兹力的方向和大小
4.如图L3-5-1所示的各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是
( )
图L3-5-1
5.初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图L3-5-2所示,则
( )
图L3-5-2
A.电子将向右偏转,速率不变
B.电子将向左偏转,速率改变
C.电子将向左偏转,速率不变
D.电子将向右偏转,速率改变
6.在北半球,地磁场的磁感应强度的竖直分量方向向下(以“×”表示).如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向,那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将
( )
图L3-5-3
A.不偏转
B.向东偏转
C.向西偏转
D.无法判断是否偏转
7.如图L3-5-4所示为电视机显像管偏转线圈的示意图,当线圈通以图示的直流电时,形成的磁场如图所示,一束沿着管径轴线射向纸内的电子将
( )
图L3-5-4
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向左偏转
D.向右偏转
8.(多选)电子以垂直于匀强磁场的速度v从a点进入长为d、宽为L的有界匀强磁场区域,偏转后从b点离开磁场,如图L3-5-5所示.若磁场的磁感应强度为B,那么
( )
图L3-5-5
A.电子在磁场中的运动时间t=
B.电子在磁场中的运动时间t=
C.洛伦兹力对电子做的功是W=Bev2t
D.电子在b点的速度大小也为v
9.如图L3-5-6所示,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是
( )
图L3-5-6
A.垂直纸面向外
B.垂直纸面向里
C.沿纸面向上
D.沿纸面向下
10.如图L3-5-7所示,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向
( )
图L3-5-7
A.向上
B.向下
C.向左
D.向右
5 运动电荷在磁场中受到的力
1.D [解析]
运动电荷处于磁感应强度为零处,所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场的方向在一条直线上时(同向或反向),其也不受洛伦兹力的作用;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场的方向和电荷的运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直于磁场方向,也垂直于电荷的运动方向,但磁场的方向和电荷的运动方向不一定垂直;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力不做功;运动的电荷才会受洛伦兹力的作用,这里的运动是指电荷与磁场的相对运动.综上可知,选项D正确.
2.B [解析]
带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关,还与其速度的方向有关,当速度方向与磁场方向在一条直线上时,不受磁场力作用,所以A、C、D错误;根据左手定则可判断,B正确.
3.D [解析]
静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错误;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错误;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错误;由洛伦兹力定义知,D正确.
4.B [解析]
根据左手定则可判断,A中F方向应向上,B中F方向向下,A错误,B正确.C、D中都是v∥B,F=0,C、D错误.
5.A [解析]
由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里,根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右,由于洛伦兹力不做功,故电子动能不变,速率不变.
6.B [解析]
由左手定则可判断,洛伦兹力方向向东,电子束向东偏转,选项B正确.
7.D [解析]
由安培定则可知,在管径轴线处,磁场的方向竖直向下,电子垂直于纸面向里运动,根据左手定则可判断,电子将向右偏转,选项D正确.
8.BD [解析]
因洛伦兹力不做功,故电子速率不变,运动时间t=,选项B、D正确.
9.B [解析]
由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,选项B正确.
10.A [解析]
磁极S在a点产生的磁场方向垂直于竖直面P水平向外,电子在a点的运动方向向右,根据左手定则可判断,洛伦兹力方向向上,选项A正确.
知识点一 对磁场和洛伦兹力的理解
1.下列关于运动电荷和磁场的说法中正确的是
( )
A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,该点的磁感应强度必为零
B.电荷运动的方向、磁感应强度的方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两垂直
C.电子在磁场中仅受洛伦兹力作用而偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果
D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力
2.大量的带电荷量均为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是
( )
A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向但大小不变,与磁场方向不平行,则洛伦兹力的大小和方向均不变
C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用
D.带电粒子受到的洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度就越小
3.关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是
( )
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,方向都沿电场线或磁感线切线方向
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
知识点二 洛伦兹力的方向和大小
4.如图L3-5-1所示的各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是
( )
图L3-5-1
5.初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图L3-5-2所示,则
( )
图L3-5-2
A.电子将向右偏转,速率不变
B.电子将向左偏转,速率改变
C.电子将向左偏转,速率不变
D.电子将向右偏转,速率改变
6.在北半球,地磁场的磁感应强度的竖直分量方向向下(以“×”表示).如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向,那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将
( )
图L3-5-3
A.不偏转
B.向东偏转
C.向西偏转
D.无法判断是否偏转
7.如图L3-5-4所示为电视机显像管偏转线圈的示意图,当线圈通以图示的直流电时,形成的磁场如图所示,一束沿着管径轴线射向纸内的电子将
( )
图L3-5-4
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向左偏转
D.向右偏转
8.(多选)电子以垂直于匀强磁场的速度v从a点进入长为d、宽为L的有界匀强磁场区域,偏转后从b点离开磁场,如图L3-5-5所示.若磁场的磁感应强度为B,那么
( )
图L3-5-5
A.电子在磁场中的运动时间t=
B.电子在磁场中的运动时间t=
C.洛伦兹力对电子做的功是W=Bev2t
D.电子在b点的速度大小也为v
9.如图L3-5-6所示,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是
( )
图L3-5-6
A.垂直纸面向外
B.垂直纸面向里
C.沿纸面向上
D.沿纸面向下
10.如图L3-5-7所示,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向
( )
图L3-5-7
A.向上
B.向下
C.向左
D.向右
5 运动电荷在磁场中受到的力
1.D [解析]
运动电荷处于磁感应强度为零处,所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场的方向在一条直线上时(同向或反向),其也不受洛伦兹力的作用;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场的方向和电荷的运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直于磁场方向,也垂直于电荷的运动方向,但磁场的方向和电荷的运动方向不一定垂直;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力不做功;运动的电荷才会受洛伦兹力的作用,这里的运动是指电荷与磁场的相对运动.综上可知,选项D正确.
2.B [解析]
带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关,还与其速度的方向有关,当速度方向与磁场方向在一条直线上时,不受磁场力作用,所以A、C、D错误;根据左手定则可判断,B正确.
3.D [解析]
静止在磁场中的电荷不可能受到洛伦兹力,A错误;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错误;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向垂直,C错误;由洛伦兹力定义知,D正确.
4.B [解析]
根据左手定则可判断,A中F方向应向上,B中F方向向下,A错误,B正确.C、D中都是v∥B,F=0,C、D错误.
5.A [解析]
由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里,根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右,由于洛伦兹力不做功,故电子动能不变,速率不变.
6.B [解析]
由左手定则可判断,洛伦兹力方向向东,电子束向东偏转,选项B正确.
7.D [解析]
由安培定则可知,在管径轴线处,磁场的方向竖直向下,电子垂直于纸面向里运动,根据左手定则可判断,电子将向右偏转,选项D正确.
8.BD [解析]
因洛伦兹力不做功,故电子速率不变,运动时间t=,选项B、D正确.
9.B [解析]
由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,选项B正确.
10.A [解析]
磁极S在a点产生的磁场方向垂直于竖直面P水平向外,电子在a点的运动方向向右,根据左手定则可判断,洛伦兹力方向向上,选项A正确.