磁場對運(yùn)動電荷的作用1、關(guān)于電荷所受電場力和洛倫茲力，正確的說法是()A.電荷在磁場中肯定受洛倫茲力作用B.電荷在電場中肯定受電場力作用C.電荷所受電場力肯定與該處電場方向一樣D.電荷所受的洛倫茲力不肯定與磁場方向垂直【答案】：B【解析】：由洛倫茲力公式F洛＝qvBsinθ知，電荷在磁場中不肯定受到洛倫茲力的作用，A錯誤；由左手定則知洛倫茲力肯定與磁場方向垂直，故D錯誤；電荷在電場中肯定受到電場力的作用，受力方向與電場方向可能相同也可能相反，故B正確，C錯誤。2、每時每刻都有大量宇宙射線向地球射來，地磁場可以變更射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動方向，使它們不能到達(dá)地面，這對地球上的生物有非常重要的意義。假設(shè)有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面對赤道射來，在地磁場的作用下，它將()A.向東偏轉(zhuǎn) B.向南偏轉(zhuǎn)C.向西偏轉(zhuǎn) D.向北偏轉(zhuǎn)【答案】：A【解析】：赤道旁邊的地磁場方向水平向北，一個帶正電的射線粒子豎直向下運(yùn)動時，依據(jù)左手定則可以確定，它受到水平向東的洛倫茲力，故它向東偏轉(zhuǎn)。A正確。3、下列各圖中，運(yùn)動電荷的速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是()【答案】：B【解析】：依據(jù)左手定則，A中F方向應(yīng)向上，B中F方向應(yīng)向下，故A錯、B對。C、D中都是v∥B，F(xiàn)＝0，故C、D都錯。4、[多選]如圖所示，用絲線吊一個質(zhì)量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強(qiáng)磁場中，空氣阻力不計，若小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)向最低點(diǎn)O運(yùn)動，則兩次經(jīng)過O點(diǎn)時()A．小球的動能相同B．絲線所受的拉力相同C．小球所受的洛倫茲力相同D．小球的向心加速度相同【答案】：AD【解析】：帶電小球受到的洛倫茲力及繩的拉力跟速度方向時刻垂直，對小球不做功，只變更速度方向，不變更速度大小，只有重力做功，故兩次經(jīng)過O點(diǎn)時速度大小不變，動能相同，選項(xiàng)A正確；小球分別從A點(diǎn)和B點(diǎn)向最低點(diǎn)O運(yùn)動，兩次經(jīng)過O點(diǎn)時速度方向相反，由左手定則可知兩次經(jīng)過O點(diǎn)時洛倫茲力方向相反，故繩的拉力大小不同，選項(xiàng)B、C錯誤；由a＝eq\f(v2,R)可知向心加速度相同，選項(xiàng)D正確。5.如圖所示，一個帶正電q的帶電體處于垂直于紙面對里的勻強(qiáng)磁場B中，帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平的絕緣面恰好沒有正壓力，則應(yīng)當(dāng)()A.將磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值增大B.使磁場以速率v＝eq\f(mg,qB)向上運(yùn)動C.使磁場以速率v＝eq\f(mg,qB)向右運(yùn)動D.使磁場以速率v＝eq\f(mg,qB)向左運(yùn)動【答案】：D【解析】：由于帶電體對水平絕緣面恰好沒有正壓力，則物體受重力與洛倫茲力的作用，兩者等大反向，再由左手定則推斷可知此帶電體必相對磁場向右運(yùn)動，由平衡條件有Bqv＝mg，v＝eq\f(mg,Bq)，故正確答案為D。6.截面為矩形的載流金屬導(dǎo)線置于磁場中，如圖所示，將出現(xiàn)下列哪種狀況()A．在b表面聚集正電荷，而a表面聚集負(fù)電荷B．在a表面聚集正電荷，而b表面聚集負(fù)電荷C．起先通電時，電子做定向移動并向b偏轉(zhuǎn)D．兩個表面電勢不同，a表面電勢較高【答案】：A【解析】：金屬導(dǎo)體靠電子導(dǎo)電，金屬正離子并沒有移動，而電流由金屬導(dǎo)體中的自由電子的定向移動(向左移動)形成。應(yīng)用左手定則，四指應(yīng)指向電流的方向，讓磁感線垂直穿過手心，拇指的指向即為自由電子的受力方向。也就是說，自由電子受洛倫茲力方向指向a表面一側(cè)，事實(shí)上自由電子在向左移動的同時，受到指向a表面的作用力，并在a表面進(jìn)行聚集，由于整個導(dǎo)體是呈電中性的(正、負(fù)電荷總量相等)，所以在b的表面“袒露”出正電荷層，并使b表面電勢高于a表面電勢。7.如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面對外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、帶電量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，下列推斷正確的是()A.滑塊受到的摩擦力不變B.滑塊到達(dá)地面時的動能與B的大小無關(guān)C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面對下D.B很大時，滑塊可能靜止于斜面上【答案】：C【解析】：依據(jù)左手定則可知，滑塊受到垂直斜面對下的洛倫茲力，C正確；隨著滑塊速度的變更，洛倫茲力大小變更，它對斜面的壓力大小發(fā)生變更，故滑塊受到的摩擦力大小變更，A錯誤；B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，據(jù)動能定理，滑塊到達(dá)地面時的動能就越小，B錯誤；由于起先時滑塊不受洛倫茲力就能下滑，故B再大，滑塊也不行能靜止在斜面上，D錯誤。8.(多選)如圖所示，a為帶正電的小物塊，b是一不帶電的絕緣物塊，a、b疊放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)用水平恒力F拉b物塊，使a、b一起無相對滑動地向左加速運(yùn)動，在加速運(yùn)動階段()A.a、b一起運(yùn)動的加速度減小B.a、b一起運(yùn)動的加速度增大C.a、b物塊間的摩擦力減小D.a、b物塊間的摩擦力增大【答案】：AC【解析】：ab一起加速，對整體分析，整體受向下的磁場力，故地面給整體的摩擦力變大，則a＝eq\f(F－f地,ma＋mb)，加速度減小。因a與整體加速度相同，則a受力為：fba＝ma·a，加速度減小，則b對a的摩擦力減小，故AC正確。9.(多選)如圖所示，在一絕緣、粗糙且足夠長的水平管道中有一帶正電荷的小球，管道半徑略大于球體半徑，整個管道處于方向與管道垂直的水平勻強(qiáng)磁場中；現(xiàn)給球施加一個水平向右的初速度v0，以后小球的速度隨時間變更的圖象可能正確的是()【答案】：ACD【解析】：給小球施加一個水平向右的初速度，小球?qū)⑹艿较蛏系穆鍌惼澚?，還受重力、可能有向后的滑動摩擦力；若重力小于洛倫茲力，小球受到向下的彈力，則受到摩擦力，做減速運(yùn)動，當(dāng)洛倫茲力等于重力時，做勻速運(yùn)動，故C正確；若重力大于洛倫茲力，小球受到向上的彈力，則受到摩擦力，將做減速運(yùn)動，隨洛倫茲力的減小，壓力變大，摩擦力變大，加速度漸漸變大，最終速度為零，故D正確；若洛倫茲力等于小球的重力，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動，故A正確。10、(多選)如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面對里，一帶電微粒從a點(diǎn)進(jìn)入場區(qū)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動。下列說法中正確的是()A.微?？隙◣ж?fù)電B.微粒的動能肯定減小C.微粒的電勢能肯定增加D.微粒的機(jī)械能肯定增加【答案】：AD【解析】：微粒進(jìn)入場區(qū)后沿直線ab運(yùn)動，則微粒受到的合力或者為零，或者合力方向在ab直線上(垂直于運(yùn)動方向的合力仍為零)。若微粒所受合力不為零，則必定做變速運(yùn)動，由于速度的變更會導(dǎo)致洛倫茲力變更，則微粒在垂直于運(yùn)動方向上的合力不再為零，微粒就不能沿直線運(yùn)動，因此微粒所受合力只能為零而做勻速直線運(yùn)動；若微粒帶正電，合力不行能為零，故微?？隙◣ж?fù)電，故A正確，B錯誤；靜電力做正功，微粒電勢能減小，機(jī)械能增加，故C錯誤，D正確。11.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，有一足夠長的絕緣細(xì)棒OO′在豎直面內(nèi)垂直于磁場方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的圓環(huán)A套在OO′棒上，圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ<tanα?，F(xiàn)讓圓環(huán)A由靜止起先下滑，試問圓環(huán)在下滑過程中：(1)圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時的速度為多大？(2)圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？【答案】：(1)gsinαeq\f(mgcosα,qB)(2)eq\f(mg（sinα＋μcosα）,μqB)【解析】：(1)由于μ<tanα，所以環(huán)將由靜止起先沿棒下滑。環(huán)A沿棒運(yùn)動的速度為v1時，受到重力mg、洛倫茲力qv1B、桿的彈力FNI和摩擦力Ff1，F(xiàn)f1＝μFN1。依據(jù)牛頓其次定律，對圓環(huán)A沿棒的方向：mgsinα－Ff1＝ma垂直棒的方向：FN1＋qv1B＝mgcosα所以當(dāng)Ff1＝0(即FN1＝0)時，a有最大值am，且am＝gsinα此時qv1B＝mgcosα，解得v1＝eq\f(mgcosα,qB)。(2)設(shè)當(dāng)環(huán)A的速度達(dá)到最大值vm時，環(huán)受桿的彈力為FN2，方向垂直于桿向下，摩擦力Ff2＝μFN2。此時應(yīng)有a＝0，即mgsinα＝Ff2。在垂直桿方向上FN2＋mgcosα＝qvmB，解得vm＝eq\f(mg（sinα＋μcosα）,μqB)。12.如圖所示，質(zhì)量為m＝1kg、電荷量為q＝5×10－2C的帶正電的小滑塊，從半徑為R＝0.4m的固定的光滑絕緣eq\f(1,4)圓弧軌道上由靜止自A端滑下。整個裝置處在方向相互垂直的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場中。已知E＝100V/m，方向水平向右；B＝1T，方向垂直紙面對里。求：(g取10m/s2)(1)滑塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)C時的速度；(2)在C點(diǎn)時滑塊所受的洛倫茲力；(3)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時對軌道的壓力大小?！敬鸢浮浚?1)2m/s，方向水平向左(2)0.1N，方向豎直向下(3)20.1N【解析】：以滑塊為探討對象，自軌道上A點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過程中，受重力mg，方向豎直向下；靜電力qE，方向水平向右；洛倫茲力F＝qvB，方向始終垂直于速度方向。(1)滑塊從A到C過程中洛倫茲力不做功，由動能定理得mgR－qER＝