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2019-2020年高考物理一轮总复习专题9磁场第2讲磁吃运动电荷的作用课后提能演练
一、选择题在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~9题有多项符合题目要求.1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是 A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向【答案】B2.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是 A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动【答案】C3.如图所示,摆球带负电荷的单摆,在一匀强磁场中摆动,匀强磁场的方向垂直纸面向里,摆球在AB间摆动过程中,由A摆到最低点C时,摆线拉力的大小为F1,摆球加速度大小为a1;由B摆到最低点C时,摆线拉力的大小为F2,摆球加速度大小为a2,则 A.F1>F2,a1=a2 B.F1<F2,a1=a2C.F1>F2,a1>a2 D.F1<F2,a1<a2【答案】B【解析】绳的拉力、洛伦兹力始终与单摆的运动方向垂直,不做功,只有重力做功,球在C点的速率相同,因为ma=m,所以a1=a2,当单摆由A摆到最低点C时,绳的拉力和洛伦兹力方向相同,由B摆到最低点C时,绳的拉力与洛伦兹力方向相反,故F1<F
2.4.如图所示为显像管的原理示意图,当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中的O点.安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,如果要使电子束打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下图中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转 A B C D【答案】A【解析】要使电子束打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,根据左手定则,能够使电子发生上述偏转的变化的磁场是选项A.5.带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点将 A.可能做直线运动 B.可能做匀减速运动C.一定做曲线运动 D.可能做匀速圆周运动【答案】C【解析】带电质点在运动过程中,重力做功,速度大小和方向发生变化,洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化,故带电质点不可能做直线运动,也不可能做匀减速运动和匀速圆周运动,一定做曲线运动,选项C正确.6.如图所示,质量为m,电荷量为q的带正电小球以初速度v0水平进入一匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,当小球在竖直方向下落的高度为h时,速度大小为 A.v0 B.C. D.【答案】B【解析】因为小球进入磁场时受到的洛伦兹力方向向上,而小球的运动是向下偏转的,所以小球一定受重力作用.小球运动过程中洛伦兹力不做功,只有重力做功,根据动能定理得mgh=mv2-mv,所以v=,故正确答案为B.7.如图所示为一个质量为m,电荷量为+q的圆环,可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为 A.0 B.mvC. D.m【答案】ABD【解析】若圆环所受洛伦兹力等于重力,圆环与粗糙细杆压力为零,摩擦力为零,圆环克服摩擦力做的功为零,选项A正确;若圆环所受洛伦兹力不等于重力,圆环与粗糙细杆压力不为零,摩擦力不为零,圆环以初速度v0向右做减速运动;若开始圆环所受洛伦兹力小于重力,则一直减速到零,圆环克服摩擦力做的功为mv,选项B正确;若开始圆环所受洛伦兹力大于重力,则减速到洛伦兹力等于重力达到稳定,稳定速度v=,由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功W=mv-mv2=m,选项C错误,D正确.8.如图所示,一个带正电荷的小球沿水平光滑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x1,着地速度大小为v1;若撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度大小为v
2.则下列结论不正确的是 A.x1>x2 B.t1>t2C.v1>v2 D.v1和v2相同【答案】CD【解析】由左手定则,小球落地前受到的洛伦兹力方向斜向上,使得竖直方向上的合力小于重力,故t1>t2;而洛伦兹力的水平分量使水平分速度大,时间又变长,故x1>x
2.由于洛伦兹力不做功,故v1,v2的大小相同,但方向不同,故正确答案为C、D.9.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一粒子在电场力和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法正确的是 A.粒子必带正电荷B.A点和B点位于同一高度C.粒子在C点时速度最大D.粒子到达B点后,将沿原曲线返回A点【答案】ABC【解析】1平行板间电场方向向下,粒子由A点静止释放后在电场力的作用下向下运动,所以粒子必带正电荷,A项正确.2粒子具有速度后,它就在向下的电场力F及总与速度方向垂直的洛伦兹力f的作用下沿ACB做曲线运动,因洛伦兹力不做功,电场力做功等于动能的变化,而粒子到达B点时的速度为零,所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零.这说明粒子在电场中的B点与A点的电势能相等,即B点与A点位于同一高度,B项正确.3因C点为轨道最低点,粒子从A运动到C电场力做功最多,C点具有的动能最大,所以粒子在C点速度最大,C项正确.4只要将粒子在B点的状态与A点进行比较,就可以发现它们的状态速度为零,电势能相等相同,如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域,粒子就将在B的右侧重复前面的曲线运动,因此,粒子是不可能沿原曲线返回A点的,D项错误.
二、非选择题10.质量为m,带电量为q的微粒,以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间,如图所示,微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动,求1电场强度的大小,该带电粒子带何种电荷;2磁感应强度的大小.解1微粒做匀速直线运动,所受合力必为零,微粒受重力mg,电场力qE,洛伦兹力qvB,由此可知,微粒带正电,受力如图所示,qE=mg,则电场强度E=,微粒带正电.2由于合力为零,则qvB=mg,所以B=.11.如图所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,其质量为m,带电荷量为+q,小球可在棒上滑动,将此棒竖直放在正交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.解小球受力分析如图所示,根据牛顿第二定律得mg-μFN=maFN-qE-qvB=0所以a=故v=0时,a最大,amax=g-同样可知,a随v的增大而减小,当a减小到零时v达到最大,故mg=μqvmaxB+qE得vmax=-.12.如图所示,在一个倾角为θ的斜面上,有一个质量为m,电量为q的带电物体,空间存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B,带电物体与斜面间的动摩擦因数为μ,它在斜面上沿什么方向、以多大的速度运动,可以保持匀速直线的运动状态不变?解如图所示,设速度与水平线夹角为α,F为洛伦兹力,方向与v垂直,所以也与摩擦力Ff垂直,Ff与F的合力与重力的下滑分量Gsinθ平衡才能匀速运动.而Ff=μmgcosθ故F==mg又因为F=Bqv所以v=速度与水平线夹角α由力的关系知sinα===μcotθ.。