人教版高中物理选修3135《运动的电荷在磁场中受到的力》课后作业Word文档下载推荐.docx

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解析：

电流向上，则自由电子向下运动，由左手定则可判断出电子向a侧积聚，φb>

φa，B正确；

电流增大时，电子运动速度v增大，待稳定时

q＝qvB，其中d为铜板宽度，得Uba＝dvB，即|φa－φb|＝dvB，C正确；

若将铜板改为NaCl水溶液，由于NaCl水溶液中定向移动的是正、负离子，由左手定则可判断出正、负离子均向a侧积聚，结果φa＝φb，D错误．

答案：

BC

2．一个长螺线管中通有大小和方向都不断变化的电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，若不计重力，粒子将在管中（　　）

A．做圆周运动

B．沿轴线来回运动

C．做匀加速直线运动

D．做匀速直线运动

带电粒子平行磁场方向飞入并不受磁场力作用．

D

图9

3．在如图9所示的空间中，存在场强为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向，磁感应强度为B的匀强磁场．一质子（电荷量为e）在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动．据此可以判断出（　　）

A．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小；

沿z轴正方向电势升高

B．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能增大；

沿z轴正方向电势降低

C．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；

D．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；

考查带电粒子在电场、磁场中的运动及受力特点．因为质子在电磁场中匀速运动，故电场力并未对质子做功，故电势能不变，A、B错；

因质子做匀速运动，所受电场力与洛伦兹力相等，由左手定则可知洛伦兹力方向沿z轴正方向，所以电场力方向应沿z轴负方向，质子带正电，故可确定电场方向沿z轴负方向，因此沿z轴正方向电势升高，C项正确．

C

4．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动．下列说法正确的是（　　）

A．速率越大，周期越大

B．速率越小，周期越大

C．速度方向与磁场方向平行

D．速度方向与磁场方向垂直

本题主要考查带电粒子在磁场中运动的知识．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，向心力是由洛伦兹力提供的，因此由牛顿第二定律得：

f＝Bqv＝

，又T＝

.所以得T＝

，由此可以确定，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与速率无关，则A、B错；

由左手定则可确定带电粒子匀速圆周运动时，速度的方向与磁场的方向是垂直的关系，则C错D对．

5．如图10所示，带正电的小球通过绝缘柄固定在A处，匀强磁场方向垂直纸面向里．若将匀强磁场向右水平平移，则有关洛伦兹力的分析，正确的是（　　）

图10

A．由于带电小球静止，所以它不受洛伦兹力

B．小球会受到洛伦兹力，其方向向上

C．小球会受到洛伦兹力，其方向向下

D．若磁场沿垂直纸面方向平移，则小球不受洛伦兹力作用

受洛伦兹力的运动电荷的速度不是相对地面的，而是相对于磁场的．由此可知，以磁场为参考系来分析该小球的受力是巧解本题的关键．

CD

6．下列有关带电粒子运动的说法中，正确的是（不计重力）（　　）

A．沿着电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化

B．沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定变化

C．垂直于电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化

D．垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定不变

沿着电场线方向飞入匀强电场的带电粒子，动能一定变化，但沿着磁感线方向飞入匀强磁场，由于不受洛伦兹力作用，动能一定不变；

若垂直于电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化，但垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能不变，所以A、C、D对，B错．

ACD

图11

7．如图11所示，一个带正电荷的小球沿光滑水平绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上．设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速度大小为v1；

若撤去磁场而其余条件不变时，小球飞行的时间为t2，水平射程为s2，着地速度大小为v2，则（　　）

A．s1>

s2　　　　　B．t1>

t2

C．v1>

v2D．v1＝v2

图12

没有磁场时，小球飞落过程为平抛运动．当空间有匀强磁场时，分析小球飞落过程中任一位置受力情况如图12所示．由于时刻与瞬时速度垂直的洛伦兹力对小球竖直分运动的影响，在同样落差下与平抛运动只受重力作用相比，小球落地时间加长，所以t1>

t2.从洛伦兹力对水平分运动的影响可知，小球水平分速度将比平抛时加大，而且又有t1>

t2，则必有s1>

s2.由于洛伦兹力做功为零，而两种情况下重力对小球做功相等，所以落地速度大小相同，即v1＝v2，当然两种情况下小球落地时速度的方向不同．

ABD

8．如图13所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（　　）

图13

A．滑块受到的摩擦力不变

B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关

C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下

D．B很大时，滑块可能静止于斜面上

带电量为＋Q的小滑块从斜面顶端开始下滑的过程中，所受的洛伦兹力的方向垂直斜面向下，因此，滑块与斜面的压力增大，滑块受到的摩擦力增大，滑块到达地面的状态存在多种可能性，因此，其动能与B的大小有关，B很大时，滑块可能在斜面上匀速运动，但不可能静止于斜面上．

二、非选择题（9、10题各10分，11、12题各20分，共60分）

9．如图14阴极射线是从射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是________．如图14，若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将________（填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”）偏转．

图14

电子的偏转方向可由左手定则判断．

电子　向下

图15

10．一种测量血管中血流速度仪器的原理如图15所示，在动脉血管左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极并连接电压表，设血管直径是2.0mm，磁场的磁感应强度为0.08T，电压表测出的电压为0.10mV，则血流速度大小为________m/s.（取两位有效数字）

血液中的运动电荷在洛伦兹力作用下偏转，在血管壁上聚集，在血管内形成一个电场，其方向与磁场方向垂直，运动电荷受的电场力与洛伦兹力平衡时，达到了一种稳定状态．q

＝qvB，所以v＝

＝

≈0.63m/s.

0.63

图16

11．一质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图16所示，用绝缘的方法使小球位于与悬线呈水平的位置A，然后静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2.

球由A运动到C的过程中，洛伦兹力始终与v的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有

mgl＝

mv

，得vc＝

在C点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图17甲所示．

图17

由牛顿第二定律有FT1＋F洛－mg＝m

，又F洛＝qvcB，所以FT1＝3mg－qB

同理可得小球第二次经过C点时，受力情况如图17乙所示．

得FT2＝3mg＋qB

.

3mg－qB

　3mg＋qB

12．如图18所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质量为m，带电荷量是＋q，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向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的最大加速度和最大速度。

图18

此类问题属于涉及加速度的力学问题，必定得用牛顿第二定律解决，小球受力分析如图19所示，根据牛顿第二定律列出方程有

图19

mg－μFN＝ma①

FN－qE－qvB＝0②

所以a＝

故知v＝0时，a最大，am＝g－

.同样可知，a随v的增大而减小，当a减小到零时v达最大，故

mg＝μ（qvmB＋qE），得vm＝

－

g－