1、1第 5 节 运动电荷在磁场中受到的力随堂检测 1如图， 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( )A向上 B向下C向左 D向右解析：选 A P 前有一条形磁铁垂直于 P，且 S 极朝向 a 点可知条形磁铁的磁场的方向向外，电子向右运动，由左手定则可知，电子受到的条形磁铁对电子的作用力的方向向上2如图为电视显像管的俯视图，偏转线圈中没有通入电流时，电子束打在荧光屏正中的 O 点，通过改变线圈中的电流，
2、可使得电子打到荧光屏上各点，则( )A电子在偏转线圈中被加速B电子的偏转是因为电场力的作用C若电子束打到 A 点，线圈区域中有平行纸面向右的磁场D若电子束打到 A 点，线圈区域中有垂直纸面向外的磁场解析：选 D电子在偏转线圈中受到洛伦兹力的作用而偏转，洛伦兹力没有使电子加速，选项 A 、 B 错误；若电子束打到 A 点，由左手定则可知，线圈区域中有垂直纸面向外的磁场，选项 C 错误，D 正确3(2018福州高二检测)如图，在一个匀强磁场中，水平放置一粗糙的绝缘杆，在杆上套有一个带正电的环，环正在沿杆运动磁场的方向与环的运动方向如图所示对环在此后的运动，下列说法正确的是( )2A环一定做减速运动
3、，且最终速度一定为零B环一定做减速运动，且最终速度一定大于零C若环的动能发生了变化，可能是磁场力对环做了功D若环的动能发生了变化，环一定克服摩擦力做了功解析：选 D对环的运动分三种情况讨论：当 F 洛 mg 时，杆对环的支持力 FN向下，环减速， F 洛 减小， FN减小，当 F 洛 mg 时，摩擦力为零，以后环做匀速运动从以上情况看出，若环的动能发生了变化，环一定克服摩擦力做了功，但磁场力对环不做功，选项 D 正确，A、B、C 错误4如图所示，带负电荷的摆球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 A、 B 间摆动过程中，由 A 摆到最低点 C 时，摆线拉力大小为 F1，摆球加速
4、度大小为a1；由 B 摆到最低点 C 时，摆线拉力大小为 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解析：选 B由于洛伦兹力不做功，所以摆球从 B 到达 C 点的速度和从 A 到达 C 点的速度大小相等由 a 可得 a1 a2当由 A 运动到 C 时，以摆球为研究对象，对摆球进行受力分析v2r如图甲所示， F1 qvB mg ma1当由 B 运动到 C 时，对摆球受力分析如图乙所示，F2 qvB mg ma2由以上两式可得： F2 F1，故 B 正确课时作业 学生用书 P157(单独
5、成册)一、单项选择题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3解析：选 B洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的动能，故选 B2来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地点，稍向东偏转C相对于预定地点，稍向西偏转D相对于预定地点，稍向北偏转解析：选 B质子带正电，地球表面的地磁场方向由南向北，根据左手定则可判定，质子自
6、赤道上空的某一点竖直下落的过程中受到洛伦兹力的方向向东，故正确选项为 B3如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流 I 通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是( )A沿路径 a 运动 B沿路径 b 运动C沿路径 c 运动 D沿路径 d 运动解析：选 B由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上则质子的轨迹必定向上弯曲，因此 C、D 必错误；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则 B 正确，A 错误4如图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
7、示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将( )A向上偏转 B向下偏转C向左偏转 D向右偏转解析：选 D由安培定则可知，线圈在纸面内中心点的磁场方向向下，由左手定则知电子所受洛伦兹力方向向右，故向右偏转，D 正确5两个完全相同的带等量的正电荷的小球 a 和 b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为 ta、 tb，则( )4A ta tb B tatbC tatb D条件不足，无法比较解析：选 C a 球进入匀强电场后，始终受到水平向右的电场力 F 电 qE 作用，这个力不会改变 a 在竖直方向运动的速度，故它下落
8、的总时间 ta与没有电场时自由下落的时间 t0相同 b 球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向右的洛伦兹力作用，这个力只改变速度方向，会使速度方向向右发生偏转，又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直，当速度方向变化时，洛伦兹力的方向也发生变化，不再沿水平方向如图所示为小球 b 在磁场中某一位置时的受力情况，从图中可以看出洛伦兹力 F 洛 的竖直分力 F1会影响小球竖直方向的运动，使竖直下落的加速度减小(小于 g)，故其下落的时间 tb大于没有磁场时小球自由下落的总时间 t0综上所述， tatb6带电油滴以水平速度 v0垂直进入匀强磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为 m，磁感应强度为
9、B，则下述说法正确的是( )A油滴必带正电荷，电荷量为mgv0BB油滴必带正电荷，比荷 qm v0BqC油滴必带负带荷，电荷量为mgv0BD油滴带什么电荷都可以，只要满足 qmgv0B解析：选 A油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，其电荷量 q ，A 正确mgv0B57如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静止于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场现用水平恒力 F 拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动在加速运动阶段( )A地面对乙物块的摩擦力逐渐减小B甲、乙两物块的加速度逐渐增大C乙对甲的摩擦力逐渐增
10、大D甲对乙的摩擦力逐渐减小解析：选 D加速过程中，甲受向下的洛伦兹力逐渐增大，乙对地板的压力逐渐增大，乙受摩擦力增大，则加速度逐渐减小，A、B 错误；甲的加速度是由乙对它的摩擦力产生的，由牛顿第二定律知，甲、乙间的摩擦力逐渐减小，C 错误，D 正确二、多项选择题8下列关于电荷所受静电力和洛伦兹力的说法中，正确的是( )A电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用B电荷在电场中一定受静电力的作用C电荷受静电力的方向与该处的电场方向一致D电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直解析：选 BD静止电荷在磁场中不受洛伦兹力的作用，但在电场中一定受静电力的作用，选项 A 错误，选项 B 正确；只有正电荷的
11、受力方向与该处的电场方向一致，选项 C 错误；根据左手定则知运动电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直，选项 D正确9如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、 b、 c 带有等量同种电荷，其中 a 静止， b 向右做匀速直线运动， c 向左做匀速直线运动，比较它们的重力 Ga、 Gb、 Gc间的关系，正确的是( )A Ga最大 B Gb最大C Gc最大 D Gb最小解析：选 CD据 F 合 0 可知 a 带负电，显然 b、 c 也带负电，所以 b 所受洛伦兹力方向竖直向下， c 所受洛伦兹力方向竖直向上，则有 GbGaGc，C、D 正确610如图所示
12、，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为 m，所带的电荷量为 q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向外，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中( )A小球加速度一直增加B小球速度一直增加，直到最后匀速C棒对小球的弹力一直减小D小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变解析：选 BD小球由静止开始下滑，受到向左的洛伦兹力不断增加在开始阶段，洛伦兹力小于向右的静电力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增加，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向上小球受到重力和摩擦力作用加速运动，其加速度逐
13、渐增加当洛伦兹力等于静电力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消失，小球在竖直方向上受到的合力最大，加速度最大随着小球速度继续增加，洛伦兹力大于静电力，棒对小球又产生向右的弹力，随着速度增加，洛伦兹力增加，棒对小球的弹力增加，小球受到的摩擦力增加，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增加，以此时的速度做匀速运动综上所述，选项 B、D 正确三、非选择题11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，如图所示用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置 A，然后静止
14、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解析：小球由 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 ，12 2C解得 vC 2gl7小球第一次经过 C 点时，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图甲所示由牛顿第二定律，有 FT1 F 洛 mg m又 F 洛 qvCB所以 FT13 mg qB 2gl同理可得小球第二次经过 C 点时，受力情况如图乙所示，所以 FT23 mg qB 2gl答案：3 mg qB 3 mg qB2gl 2gl12如图所示，质量为 m1
15、 kg、电荷量为 q510 2 C 的带正电的小滑块，从半径为R04 m 的光滑绝缘 圆弧轨道上由静止自 A 端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强14电场与匀强磁场中已知 E100 V/m，方向水平向右； B1 T，方向垂直纸面向里求：(1)滑块到达圆弧轨道最低点 C 时的速度；(2)在 C 点时滑块所受的洛伦兹力；(3)滑块到达 C 点时对轨道的压力大小( g 取 10 m/s2)解析：以滑块为研究对象，自轨道上 A 点滑到 C 点的过程中，受重力 mg，方向竖直向下；静电力 qE，方向水平向右；洛伦兹力 F 洛 qvB，方向始终垂直于速度方向(1)滑块从 A 到 C 过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得 mgR qER mv12 2C得 vC 2 m/s，方向水平向左2（ mg qE） Rm(2)根据洛伦兹力公式得：F qvCB510 2 21 N01 N，方向竖直向下(3)在 C 点根据牛顿第二定律： FN mg F m代入数据得： FN201 N，根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为 201 N答案：(1)2 m/s，方向水平向左(2)01 N，方向竖直向下(3)201 N8
