洛伦兹力习题作业设计.docx

洛伦兹力一、单选题1 .关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是（）A.电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现C.电场力一定沿电场方向，洛伦兹力一定沿磁场方向D.安培力、洛伦兹力和电场力都可以做功2 .电荷量为-4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，所受的洛伦兹力就相同B.如果把一夕改为+夕，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小、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越小3 .如图所示，螺线管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中正弦交流电A.往复运动B.匀速圆周运动C.匀速直线运动D.匀变速直线运动4 .初速度为%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所示，则（）A.电子将向右偏转，速率不变B.电子将向左偏转，速率改变左C.电子将向左偏转，速率不变D.电子将向右偏转，速率改变5 .甲、乙两个带电粒子带电量分别为2夕和心运动速度分别为y和2-当它们都进入到同一匀强磁场，且速度方向都与磁场方向垂直时，甲、乙受到的洛伦兹力大小之比为（）A.4:1B.2:1C.1:2D.1:16 .1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子，他利用放在匀强磁场中的云室来记录宇宙线粒子，并在云室中加入一块厚6mm的铅板，当宇宙线粒子通过云室内的匀强磁场时，拍下粒子径迹的照片，如图所示，已知云室中磁场方向与纸面垂直，分析此径迹可知粒子（）A.磁场方向垂直纸面向里，且粒子由下往上运动B.磁场方向垂直纸面向外，且粒子由下往上运动C.磁场方向垂直纸面向里，且粒子由上往下运动D.磁场方向垂直纸面向外，且粒子由上往下运动二、多选题7 .如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为8的匀强磁场（图中未画出）中，质量为?、带电荷量为+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（）A.滑块受到的摩擦力不变8 .滑块到达地面时的动能与8的大小有关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向下D.8很大时，滑块可能静止于斜面上8.如图所示，一个质量为加、电荷量为+q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动。细杆处于水平方向垂直杆子的匀强磁场中，磁感应强度大小为8,不计空气阻力，重力加速度为g。现给圆环向右的初速度%,以下关于圆环运动描述可能正确的是（）×××××XA.圆环一直以速度做匀速直线运动I5I××××××8 .圆环做减速运动，直到最后停在杆上c.圆环先做减速运动，最后以速度U=W匀速运动qBD.圆环先做匀减速运动，最后以速度U=W匀速运动qB.如图所示，两个倾角分别为30。和60。的绝缘光滑斜面固定于水平地面上，都处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为8的匀强磁场中。两个质量均为加、带电荷量均为+4的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中（）A.甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B.甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C.两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等D.甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同9 .如图所示，三个完全相同的小球队仄C带有相同电荷量正电荷，从同一高度由静止同时开始下落，当下落某一相同高度后。球进入水平向左的匀强电场，力球进入垂直纸面向里的匀强磁场，最终它们落到同一水平地面上，不计空气阻力，下列判断正确的是（）A.°、。、C三球同时落地，且落地时三球动能相同< ×××£<×××< ××B×<XXX/777777777777777777777777777777777777B.方球最后落地，落地时。球动能最大C. a、C同时落地，落地时力、C动能相同D. c最后落地，落地时b动能最大第卷（非选择题）解答题11 .若电子运动的速率%=3.01（）6ms,匀强磁场的磁感应强度B=Q1T,请分别计算在如图所示各种情况下运动电子受到的洛伦兹力的大小，并在图中标明或说明洛伦兹力的方向（图中6=30。）。AX×××B×BDE12 .如图甲所示，一段横截面积为S的直导线，单位体积内有个自由电子，自由电子电荷量为6。该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为V。（1）请根据电流的公式，=。，推导电流微观表达式。（2）如图乙所示，将该直导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度仇导线所受安培力大小为产安，导线内自由电子所受洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为安培力,请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。V××××X×××××X（1）A沿墙下滑克服摩擦力做的功”；（2）P点与M点的水平距离与。13 .如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁感线垂宜且水平放置的长为1的摆线，拉一质量为“、带电荷量为+夕的摆球。试求摆球向左通过最低位置时绳上的拉力Fo1XOXmyqX×××14 .如图所示，水平向左的匀强电场的场强E=4Vm,垂直纸面向内的匀强磁场的B=2T,质量为小=Ikg的带正电的小物块A从竖直绝缘墙上的M点由静止开始下滑,滑行=0.8m到达N点时离开墙面开始做曲线运动，在到达尸点开始做匀速直线运动,此时速度与水平方向成45。角，尸点离开M点的竖直高度为H=I.6m,取g=10ms2试求:参考答案：1. B【详解】A.电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中只有速度不与磁场平行的运动的电荷才受洛伦兹力作用，故A错误；B.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现，故B正确；C.正电荷所受的电场力一定沿电场方向，洛伦兹力一定与磁场方向垂直，故C错误；D.安培力和电场力都可以做功，洛伦兹力方向与速度方向垂直，所以不做功，故D错误。故选B。2. B【详解】A.力是矢量，有大小有方向，所以带电粒子速度大小相同，洛伦兹力大小相同，但是方向可能不同，故A错误；B.如果把+q改为一q,且速度反向且大小不变，根据左手定则可知洛伦兹力的大小、方向均不变，故B正确；C.若带电粒子平行于磁场运动，则不受洛伦兹力的作用，故C错误；D.影响洛伦兹力的大小的因素有磁感应强度，速度大小，还有运动方向，所以带电粒子受到洛伦兹力越小，不一定是磁场的磁感强度越小，故D错误。故选B。3. C【详解】ABCD.螺线管中磁场方向始终为水平方向，电子的速度方向始终与磁场方向平行，所以电子始终不受洛伦兹力，电子做匀速直线运动，故C正确，ABD错误。故选C。4. A【详解】由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向为垂直纸面向里，根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右，即向右偏转；由于洛伦兹力不做功，则电子动能不变，速率不变。故A正确，BCD错误。故选Ao5. D【详解】根据公式F=qBv得甲粒子受到的洛伦兹力F1=IqBv乙粒子受到的洛伦兹力F2=qB*2v=2qBv所以甲乙受到的洛伦兹力之比为1:1,故选D。6. C【详解】根据粒子的运动轨迹可知，粒子受洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里：根据mvr=qB轨迹的上部分半径较大，下部分半径较小，则上部分的速度较大，下部分速度较小，则粒子是由上往下运动。故选C。7. BC【详解】AC根据左手定则可判断出，滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向下，C正确；滑块沿斜面下滑过程中的速度变化，则洛伦兹力的大小变化，压力变化，滑动摩擦力变化,A错误；8. B的大小不同，洛伦兹力大小不同，导致滑动摩擦力大小不同，摩擦力做功不同，滑块到达地面时的动能不同，B正确；D.滑块之所以开始滑动，是因为重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，滑块一旦运动，就不会停止，B很大时，滑块最终做匀速直线运动（斜面足够长的情况下），D错误。故选BCo8. ABC【详解】A.给圆环一个初速度，将受到向上的洛伦兹力，竖直向下的重力，若洛伦兹力等于物体的重力，即mg=qvoB则不受摩擦力，圆环将一直以速度做匀速直线运动，故A正确；B.给圆环一个初速度，将受到向上的洛伦兹力，竖直向下的重力，若洛伦兹力小于物体的重力，即mg>qvoB还受到向后的滑动摩擦力，圆环做减速运动，直到最后停在杆上，故B正确；CD.给圆环一个初速度，将受到向上的洛伦兹力，竖直向下的重力，若洛伦兹力大于物体的重力，即mg<qvoB此时还受到向后的滑动摩擦力，圆环将做减速运动，因为速度不断变化，圆环受到的洛伦兹力不断变化，滑动摩擦力也不断变化，根据牛顿第二定律可知圆环的加速度也不断变化，当洛伦兹力等于物体的重力，即mg=qvB解得qB则不再受摩擦力作用，圆环将一直以速度W做匀速直线运动，故C正确，D错误。qB故选ABCo9. AC【详解】A.物体沿斜面运动时，根据牛顿第二定律mgsin=na垂直斜面方向Fn+qvB=mgcos可知当V越大时，6越小，当&=0,即当速度达到_mgcos嗑=qB后，物体就将飞离斜面，所以斜面角度越小，飞离斜面瞬间的速度越大，故A正确;B.由根据牛顿第二定律mgsin=na可知滑块都是做匀加速运动，且加速度不变，所以运动时间mgcos1Vm_qB_magsinqBtan所以斜面角度越小，在斜面上运动的时间越长，故B错误；C.重力平均功率CV.msnsinm1s1sincosb2sin20222qB4qB可知二种情况重力的平均功率相同，故C正确；D.在斜面上运动的位移为1=二闭2gCOS42gsinIq2B2sin可知甲的位移大于乙的位移，故D错误。故选ACo10. BC【详解】A.根据题意可知，C做自由落体运动，。除竖直方向上做自由落体运动外，水平方向受电场力作用做匀加速运动，所以m下落时间为h=tc但如下落的速度为匕则由动能公式可知Ekst>Ekh故A错误；BCD.由于受洛伦兹力作用，因洛伦兹力始终与速度垂直，所以在竖直方向除了受到重力外，带电粒子偏转后还会受到洛伦兹力在竖直方向上的分力，由左手定则判断后，可知下落的加速度变小，则下落时间变长，故匕最后落地，M同时落地，即电场力做正功，洛伦兹力不做功，则反动能相同即Ekb=EkC<%故Be正确，D错误。故选BCo11. 0；4.8x10XN；4.8×10-,4N;4.8×1014N;2.4X1(TMN;图像见解析【详解】A.运动方向与磁场平行，不受洛伦兹力；B.运动方向与磁场垂直，洛伦兹力6=8e%=4.8x1O*N根据左手定则，洛伦兹力垂直纸面向外；