PAGEPAGE1第5節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力1．知道洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動(dòng)方向及磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的關(guān)系，會(huì)應(yīng)用左手定則推斷洛倫茲力的方向．2．知道洛倫茲力公式的推導(dǎo)過程，會(huì)應(yīng)用公式計(jì)算洛倫茲力的大?。?．知道電視顯像管的基本構(gòu)造和工作原理．一、洛倫茲力的方向和大小1．洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力．通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力，實(shí)際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．2．洛倫茲力的方向判定：左手定則伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向．負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反．3．洛倫茲力的大小：電荷量為q的粒子以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，假如速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，那么粒子所受的洛倫茲力為F＝qvB．在一般狀況下，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)的方向夾角為θ時(shí)，電荷所受的洛倫茲力為F＝qvBsinθ．二、電視顯像管的工作原理1．電視顯像管由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏組成．2．電視顯像管應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理．3．顯像管中有一個(gè)陰極，工作時(shí)它能放射電子，熒光屏被電子束撞擊就能發(fā)光．在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在不斷地變更．判一判(1)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力和通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力都用左手定則來推斷．()(2)洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向都垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于v和B所確定的平面(但v和B的方向不肯定垂直)．()(3)安培力是導(dǎo)體中全部定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，而洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)．()(4)一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在某個(gè)空間里沒有受到洛倫茲力的作用，那么這個(gè)空間肯定沒有磁場(chǎng)．()提示：(1)√(2)√(3)√(4)×想一想電視顯像管內(nèi)的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)既有水平方向的，也有豎直方向的．(1)水平方向的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)電子向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？若去掉這個(gè)方向的磁場(chǎng)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)什么畫面？(2)豎直方向的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)電子向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？若去掉這個(gè)方向的磁場(chǎng)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)什么畫面？提示：(1)水平方向的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)電子沿豎直方向偏轉(zhuǎn)．去掉這個(gè)方向的磁場(chǎng)后，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一條水平線．(2)豎直方向的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)電子沿水平方向偏轉(zhuǎn)，去掉這個(gè)方向的磁場(chǎng)后，屏幕上會(huì)出現(xiàn)一條豎直線．做一做關(guān)于安培力和洛倫茲力，下列說法正確的是()A．安培力和洛倫茲力是性質(zhì)不同的兩種力B．安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷肯定不做功C．運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛倫茲力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度肯定為零D．洛倫茲力既不能變更帶電粒子的動(dòng)能，也不能變更帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)提示：選B．安培力和洛倫茲力都是磁場(chǎng)力，A錯(cuò)；洛倫茲力方向恒久與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以洛倫茲力不做功，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，它雖然對(duì)引起電流的定向移動(dòng)的電荷不做功，但對(duì)導(dǎo)線可以做功，B正確；電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向在一條直線上時(shí)，洛倫茲力為零，B不為零，C錯(cuò)；洛倫茲力不變更帶電粒子的速度大小，但變更速度的方向，D錯(cuò)．對(duì)洛倫茲力的理解和應(yīng)用1．洛倫茲力的方向左手定則圖示手掌：拇指與四指垂直且在同一平面內(nèi)四指：正電荷運(yùn)動(dòng)方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向磁場(chǎng)：穿過手心拇指：洛倫茲力方向方向關(guān)系(1)B的方向與v的方向不肯定垂直；(2)F⊥B、F⊥v肯定成立說明(1)洛倫茲力方向始終與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直，故洛倫茲力不做功，只變更帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向；(2)留意電荷有正、負(fù)之分2．洛倫茲力的大小(1)推導(dǎo)洛倫茲力公式：設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v．這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．①依據(jù)電流的定義式可知通電導(dǎo)線中的電流I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nSvtq,t)＝nqSv．②通電導(dǎo)線所受的安培力F安＝BIL＝B(nqSv)L．③這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)N＝nSL．④每個(gè)電荷所受的洛倫茲力F洛＝eq\f(F安,N)＝eq\f(B（nqvS）L,nSL)＝qvB．(2)若運(yùn)動(dòng)電荷速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向成θ角時(shí)，可將v分解為與B平行的重量v2和與B垂直的重量v1，其中分速度v2方向不受洛倫茲力，如圖所示，運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力由分速度v1確定：F＝qv1B＝q(vsinθ)B＝qBvsinθ．3．洛倫茲力與安培力的關(guān)系洛倫茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，安培力是導(dǎo)體中全部定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．而洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)．4．洛倫茲力和電場(chǎng)力的比較洛倫茲力電場(chǎng)力產(chǎn)生條件僅在運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與B不平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷才受到洛倫茲力帶電粒子只要處在電場(chǎng)中，肯定受到電場(chǎng)力大小、方向F＝qvBsinθ，F(xiàn)的方向與B垂直，與v垂直，用左手定則推斷F＝qE，F(xiàn)的方向與E同向或反向特點(diǎn)洛倫茲力永不做功電場(chǎng)力可做正功、負(fù)功或不做功相同點(diǎn)反映了電場(chǎng)和磁場(chǎng)都具有力的性質(zhì)命題視角1洛倫茲力方向的推斷試推斷圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向，其中垂直于紙面指向紙里的是()[思路點(diǎn)撥](1)明確磁場(chǎng)方向，帶電粒子速度方向，帶電粒子電性狀況．(2)利用左手定則推斷帶電粒子所受的洛倫茲力的方向．[解析]依據(jù)左手定則可以推斷，選項(xiàng)A中的負(fù)電荷所受的洛倫茲力方向向下；選項(xiàng)B中的負(fù)電荷所受的洛倫茲力方向向上；選項(xiàng)C中的正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向紙外；選項(xiàng)D中的正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向紙里，D正確．[答案]D命題視角2洛倫茲力大小的計(jì)算如圖所示，各圖中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，帶電粒子的速度均為v，帶電荷量均為q．試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向．[思路點(diǎn)撥](1)明確電性和B、v的方向．(2)由左手定則推斷洛倫茲力的方向．(3)由F＝qvBsinθ計(jì)算洛倫茲力的大?。甗解析](1)因v⊥B，所以F＝qvB，方向垂直v指向左上方．(2)v與B的夾角為30°，將v分解成垂直磁場(chǎng)的重量和平行磁場(chǎng)的重量，v⊥＝vsin30°，F(xiàn)＝qvBsin30°＝eq\f(1,2)qvB．方向垂直紙面對(duì)里．(3)由于v與B平行，所以不受洛倫茲力．(4)v與B垂直，F(xiàn)＝qvB，方向垂直v指向左上方．[答案](1)qvB垂直v指向左上方(2)eq\f(1,2)qvB垂直紙面對(duì)里(3)0(4)qvB垂直v指向左上方命題視角3洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A．帶電粒子沿電場(chǎng)線方向射入，靜電力對(duì)帶電粒子做正功，粒子動(dòng)能肯定增加B．帶電粒子垂直于電場(chǎng)線方向射入，靜電力對(duì)帶電粒子不做功，粒子動(dòng)能不變C．帶電粒子沿磁感線方向射入，洛倫茲力對(duì)帶電粒子做正功，粒子動(dòng)能肯定增加D．不管帶電粒子怎樣射入磁場(chǎng)，洛倫茲力對(duì)帶電粒子都不做功，粒子動(dòng)能不變[思路點(diǎn)撥]洛倫茲力肯定不做功，電場(chǎng)力可能做正功、負(fù)功，也可能不做功．[解析]帶電粒子在電場(chǎng)中受到的靜電力F＝qE，只與電場(chǎng)有關(guān)，與粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，做功的正負(fù)由θ角(力與位移方向的夾角)確定．對(duì)選項(xiàng)A，只有粒子帶正電時(shí)才成立；垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)的帶電粒子，不管帶電性質(zhì)如何，靜電力都會(huì)做正功，動(dòng)能肯定增加．帶電粒子在磁場(chǎng)中的受力——洛倫茲力F洛＝qvBsinθ，其大小除與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，還與θ角(磁場(chǎng)方向與速度方向之間的夾角)有關(guān)，帶電粒子沿平行磁感線方向射入，不受洛倫茲力作用，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)．在其他方向上由于洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，故洛倫茲力對(duì)帶電粒子始終不做功．綜上所述，正確選項(xiàng)為D．[答案]Deq\a\vs4\al()(1)推斷洛倫茲力方向時(shí)：①留意電荷的正負(fù)，尤其是推斷負(fù)電荷所受洛倫茲力方向時(shí)，四指應(yīng)指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向．②留意洛倫茲力的方向肯定垂直于B和v所確定的平面．③當(dāng)v與B的方向平行時(shí)，電荷受到的洛倫茲力為零．(2)計(jì)算洛倫茲力的大小時(shí)，應(yīng)留意弄清v與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向關(guān)系：①當(dāng)v⊥B時(shí)，洛倫茲力F＝qvB．②當(dāng)v∥B時(shí)，F(xiàn)＝0．③當(dāng)v與B成θ角(0<θ<90°)時(shí)，應(yīng)將v(或B)進(jìn)行分解取它們垂直的重量計(jì)算．【題組突破】1．湯姆孫通過對(duì)陰極射線的探討發(fā)覺了電子．如圖所示，把電子射線管(陰極射線管)放在蹄形磁鐵的兩極之間，可以視察到電子束偏轉(zhuǎn)的方向是()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析：選B．電子束帶負(fù)電，電子束由負(fù)極向正極運(yùn)動(dòng)，在電子束運(yùn)動(dòng)的過程中，條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)由N極指向S極，依據(jù)左手定則可推斷出電子受到的洛倫茲力方向向下，故電子束的偏轉(zhuǎn)方向向下，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．2．(多選)如圖所示，兩個(gè)半徑相同的半圓形光滑軌道分別豎直放在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，軌道兩端在同一高度上，軌道是光滑的，兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放，M、N為軌道的最低點(diǎn)，以下說法正確的是()A．兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM＞vNB．兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FM＞FNC．小球第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間大于到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)間D．在磁場(chǎng)中小球能到達(dá)軌道的另一端，在電場(chǎng)中不能到達(dá)軌道另一端最高處解析：選ABD．小球在磁場(chǎng)中到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)只有重力做功，vM＝eq\r(2gR)．在電場(chǎng)中到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，依據(jù)動(dòng)能定理有mgR－qER＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,N)，vN＝eq\r(2gR－2\f(qER,m))，所以vM＞vN；因?yàn)閑q\o(aM,\s\up8(︵))＝eq\o(bN,\s\up8(︵))，所以該過程所用時(shí)間tM＜tN，故A正確，C錯(cuò)誤；據(jù)能量守恒定律，D正確；在M點(diǎn)F′M＝mg＋qvMB＋meq\f(veq\o\al(2,M),R)，在N點(diǎn)F′N＝mg＋meq\f(veq\o\al(2,N),R)，不難看出，F(xiàn)′M＞F′N，由牛頓第三定律可知FM＝F′M，F(xiàn)N＝F′N，所以B項(xiàng)正確．帶電體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題1．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的兩種情景(1)速度方向與磁場(chǎng)方向平行，不受洛倫茲力作用，可做勻速直線運(yùn)動(dòng)也可在其他力作用下做變速直線運(yùn)動(dòng)．(2)速度方向與磁場(chǎng)方向不平行，且洛倫茲力外的各力均為恒力，若軌跡為直線則必做勻速直線運(yùn)動(dòng)．帶電粒子所受洛倫茲力也為恒力．2．解決在洛倫茲力作用下帶電體運(yùn)動(dòng)問題的基本思路(1)正確的受力分析，除重力、彈力、摩擦力外，要特殊留意洛倫茲力的分析．(2)正確分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，找出物體的速度、位置及其變更特點(diǎn)，分析運(yùn)動(dòng)過程．(3)恰當(dāng)敏捷地運(yùn)用力學(xué)中的定理、定律．學(xué)會(huì)把“電學(xué)”問題“力學(xué)”化．【題組過關(guān)】1．有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，為了使小球飄離平面，重力加速度為g，勻強(qiáng)磁場(chǎng)在紙面內(nèi)移動(dòng)的最小速度應(yīng)為多少？方向如何？解析：當(dāng)磁場(chǎng)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于小球向右運(yùn)動(dòng)，帶正電小球所受的洛倫茲力方向向上，當(dāng)其與重力平衡時(shí)，小球即將飄離平面．設(shè)此時(shí)速度為v，則由力的平衡有：qvB＝mg，得v＝eq\f(mg,qB)，磁場(chǎng)應(yīng)水平向左平移．答案：eq\f(mg,qB)水平向左2．如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，在傾角為α的光滑斜面上由靜止起先下滑，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面對(duì)外，若帶電小球下滑后某個(gè)時(shí)刻對(duì)斜面的壓力恰好為0．重力加速度為g，求：(1)小球的帶電性質(zhì)；(2)該時(shí)刻小球下滑的速度；(3)小球在斜面上滑行的距離．解析：(1)小球沿斜面下滑，要對(duì)斜面的壓力為0，說明其受到的洛倫茲力應(yīng)垂直斜面對(duì)上且與重力垂直斜面對(duì)下的分力平衡．依據(jù)左手定則，四指指向與小球的運(yùn)動(dòng)方向一樣，所以小球帶正電．(2)當(dāng)小球?qū)π泵娴膲毫η『脼?時(shí)，有mgcosα＝qvB，得小球此時(shí)的速度v＝eq\f(mgcosα,qB)．(3)設(shè)小球在斜面上滑行的距離為L(zhǎng)，由于只有重力做功，故小球的機(jī)械能守恒，即mgLsinα＝eq\f(1,2)mv2，解得小球在斜面上滑行的距離L＝eq\f(m2gcos2α,2q2B2sinα)．答案：(1)帶正電(2)eq\f(mgcosα,qB)(3)eq\f(m2gcos2α,2q2B2sinα)[隨堂檢測(cè)]1．如圖，a是豎直平面P上的一點(diǎn)，P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點(diǎn)．P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下，在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過a點(diǎn)，在電子經(jīng)過a點(diǎn)的瞬間，條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作用力的方向()A．向上 B．向下C．向左 D．向右解析：選A．P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點(diǎn)可知條形磁鐵的磁場(chǎng)的方向向外，電子向右運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，電子受到的條形磁鐵對(duì)電子的作用力的方向向上．2．如圖為電視顯像管的俯視圖，偏轉(zhuǎn)線圈中沒有通入電流時(shí)，電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)，通過變更線圈中的電流，可使得電子打到熒光屏上各點(diǎn)，則()A．電子在偏轉(zhuǎn)線圈中被加速B．電子的偏轉(zhuǎn)是因?yàn)殡妶?chǎng)力的作用C．若電子束打到A點(diǎn)，線圈區(qū)域中有平行紙面對(duì)右的磁場(chǎng)D．若電子束打到A點(diǎn)，線圈區(qū)域中有垂直紙面對(duì)外的磁場(chǎng)解析：選D．電子在偏轉(zhuǎn)線圈中受到洛倫茲力的作用而偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力沒有使電子加速，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；若電子束打到A點(diǎn)，由左手定則可知，線圈區(qū)域中有垂直紙面對(duì)外的磁場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．3．(2024·福州高二檢測(cè))如圖，在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一粗糙的絕緣桿，在桿上套有一個(gè)帶正電的環(huán)，環(huán)正在沿桿運(yùn)動(dòng)．磁場(chǎng)的方向與環(huán)的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示．對(duì)環(huán)在此后的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．環(huán)肯定做減速運(yùn)動(dòng)，且最終速度肯定為零B．環(huán)肯定做減速運(yùn)動(dòng)，且最終速度肯定大于零C．若環(huán)的動(dòng)能發(fā)生了變更，可能是磁場(chǎng)力對(duì)環(huán)做了功D．若環(huán)的動(dòng)能發(fā)生了變更，環(huán)肯定克服摩擦力做了功解析：選D．對(duì)環(huán)的運(yùn)動(dòng)分三種狀況探討：①當(dāng)F洛<mg時(shí)，桿對(duì)環(huán)的支持力FN向上，環(huán)減速，F(xiàn)洛減小，F(xiàn)N增大，F(xiàn)f增大，最終速度肯定為零；②當(dāng)F洛＝mg時(shí)，環(huán)不受摩擦力作用，環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)；③當(dāng)F洛>mg時(shí)，桿對(duì)環(huán)的支持力FN向下，環(huán)減速，F(xiàn)洛減小，F(xiàn)N減小，當(dāng)F洛＝mg時(shí)，摩擦力為零，以后環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)．從以上狀況看出，若環(huán)的動(dòng)能發(fā)生了變更，環(huán)肯定克服摩擦力做了功，但磁場(chǎng)力對(duì)環(huán)不做功，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．4．如圖所示，帶負(fù)電荷的擺球在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中搖擺，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面對(duì)里．?dāng)[球在A、B間搖擺過程中，由A擺到最低點(diǎn)C時(shí)，擺線拉力大小為F1，擺球加速度大小為a1；由B擺到最低點(diǎn)C時(shí)，擺線拉力大小為F2，擺球加速度大小為a2，則()A．F1＞F2，a1＝a2 B．F1＜F2，a1＝a2C．F1＞F2，a1＞a2 D．F1＜F2，a1＜a2解析：選B．由于洛倫茲力不做功，所以擺球從B到達(dá)C點(diǎn)的速度和從A到達(dá)C點(diǎn)的速度大小相等．由a＝eq\f(v2,r)可得a1＝a2．當(dāng)由A運(yùn)動(dòng)到C時(shí)，以擺球?yàn)樘接憣?duì)象，對(duì)擺球進(jìn)行受力分析如圖甲所示，F(xiàn)1＋qvB－mg＝ma1．當(dāng)由B運(yùn)動(dòng)到C時(shí)，對(duì)擺球受力分析如圖乙所示，F(xiàn)2－qvB－mg＝ma2．由以上兩式可得：F2＞F1，故B正確．[課時(shí)作業(yè)][學(xué)生用書P157(單獨(dú)成冊(cè))]一、單項(xiàng)選擇題1．帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用．下列表述正確的是()A．洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功B．洛倫茲力不變更帶電粒子的動(dòng)能C．洛倫茲力的大小與速度無關(guān)D．洛倫茲力不變更帶電粒子的速度方向解析：選B．洛倫茲力的方向總跟速度方向垂直，所以洛倫茲力永不做功，不會(huì)變更粒子的動(dòng)能，故選B．2．來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球四周的空間時(shí)，將()A．豎直向下沿直線射向地面B．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向東偏轉(zhuǎn)C．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向北偏轉(zhuǎn)解析：選B．質(zhì)子帶正電，地球表面的地磁場(chǎng)方向由南向北，依據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子自赤道上空的某一點(diǎn)豎直下落的過程中受到洛倫茲力的方向向東，故正確選項(xiàng)為B．3．如圖所示，在真空中，水平導(dǎo)線中有恒定電流I通過，導(dǎo)線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流方向相同，則質(zhì)子可能的運(yùn)動(dòng)狀況是()A．沿路徑a運(yùn)動(dòng) B．沿路徑b運(yùn)動(dòng)C．沿路徑c運(yùn)動(dòng) D．沿路徑d運(yùn)動(dòng)解析：選B．由安培定則，電流在下方產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向指向紙外，由左手定則，質(zhì)子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力方向向上．則質(zhì)子的軌跡必定向上彎曲，因此C、D必錯(cuò)誤；由于洛倫茲力方向始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，故其運(yùn)動(dòng)軌跡必定是曲線，則B正確，A錯(cuò)誤．4．如圖所示為電視機(jī)顯像管偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖，當(dāng)線圈通以圖示的直流電時(shí)，形成的磁場(chǎng)如圖所示，一束沿著管頸軸線射向紙內(nèi)的電子將()A．向上偏轉(zhuǎn) B．向下偏轉(zhuǎn)C．向左偏轉(zhuǎn) D．向右偏轉(zhuǎn)解析：選D．由安培定則可知，線圈在紙面內(nèi)中心點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向下，由左手定則知電子所受洛倫茲力方向向右，故向右偏轉(zhuǎn)，D正確．5．兩個(gè)完全相同的帶等量的正電荷的小球a和b，從同一高度自由落下，分別穿過高度相同的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，然后再落到地面上，設(shè)兩球運(yùn)動(dòng)所用的總時(shí)間分別為ta、tb，則()A．ta＝tb B．ta>tbC．ta<tb D．條件不足，無法比較解析：選C．a(chǎn)球進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后，始終受到水平向右的電場(chǎng)力F電＝qE作用，這個(gè)力不會(huì)變更a在豎直方向運(yùn)動(dòng)的速度，故它下落的總時(shí)間ta與沒有電場(chǎng)時(shí)自由下落的時(shí)間t0相同．b球以某一速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)瞬間它就受到水平向右的洛倫茲力作用，這個(gè)力只變更速度方向，會(huì)使速度方向向右發(fā)生偏轉(zhuǎn)，又因?yàn)槁鍌惼澚κ冀K與速度方向垂直，當(dāng)速度方向變更時(shí)，洛倫茲力的方向也發(fā)生變更，不再沿水平方向．如圖所示為小球b在磁場(chǎng)中某一位置時(shí)的受力狀況，從圖中可以看出洛倫茲力F洛的豎直分力F1會(huì)影響小球豎直方向的運(yùn)動(dòng)，使豎直下落的加速度減小(小于g)，故其下落的時(shí)間tb大于沒有磁場(chǎng)時(shí)小球自由下落的總時(shí)間t0．綜上所述，ta<tb．6．帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則下述說法正確的是()A．油滴必帶正電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)B．油滴必帶正電荷，比荷eq\f(q,m)＝eq\f(v0B,q)C．油滴必帶負(fù)帶荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿意q＝eq\f(mg,v0B)解析：選A．油滴水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，其所受洛倫茲力必向上與重力平衡，故帶正電，其電荷量q＝eq\f(mg,v0B)，A正確．7．如圖所示，甲是一個(gè)帶正電的小物塊，乙是一個(gè)不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜止于粗糙的水平地板上，地板上方空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)用水平恒力F拉乙物塊，使甲、乙無相對(duì)滑動(dòng)地一起水平向左加速運(yùn)動(dòng)．在加速運(yùn)動(dòng)階段()A．地面對(duì)乙物塊的摩擦力漸漸減小B．甲、乙兩物塊的加速度漸漸增大C．乙對(duì)甲的摩擦力漸漸增大D．甲對(duì)乙的摩擦力漸漸減小解析：選D．加速過程中，甲受向下的洛倫茲力漸漸增大，乙對(duì)地板的壓力漸漸增大，乙受摩擦力增大，則加速度漸漸減小，A、B錯(cuò)誤；甲的加速度是由乙對(duì)它的摩擦力產(chǎn)生的，由牛頓其次定律知，甲、乙間的摩擦力漸漸減小，C錯(cuò)誤，D正確．二、多項(xiàng)選擇題8．下列關(guān)于電荷所受靜電力和洛倫茲力的說法中，正確的是()A．電荷在磁場(chǎng)中肯定受洛倫茲力的作用B．電荷在電場(chǎng)中肯定受靜電力的作用C．電荷受靜電力的方向與該處的電場(chǎng)方向一樣D．電荷若受洛倫茲力，則受力方向與該處的磁場(chǎng)方向垂直解析：選BD．靜止電荷在磁場(chǎng)中不受洛倫茲力的作用，但在電場(chǎng)中肯定受靜電力的作用，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；只有正電荷的受力方向與該處的電場(chǎng)方向一樣，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；依據(jù)左手定則知運(yùn)動(dòng)電荷若受洛倫茲力，則受力方向與該處的磁場(chǎng)方向垂直，選項(xiàng)D正確．9．如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面對(duì)里，三個(gè)油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，比較它們的重力Ga、Gb、Gc間的關(guān)系，正確的是()A．Ga最大 B．Gb最大C．Gc最大 D．Gb最小解析：選CD．據(jù)F合＝0可知a帶負(fù)電，明顯b、c也帶負(fù)電，所以b所受洛倫茲力方向豎直向下，c所受洛倫茲力方向豎直向上，則有Gb<Ga<Gc，C、D正確．10．如圖所示，套在足夠長(zhǎng)的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質(zhì)量為m，所帶的電荷量為q，小球可在棒上滑動(dòng)，現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)外，設(shè)小球的電荷量不變，小球由靜止下滑的過程中()A．小球加速度始終增加B．小球速度始終增加，直到最終勻速C．棒對(duì)小球的彈力始終減小D．小球所受洛倫茲力始終增大，直到最終不變解析：選BD．小球由靜止起先下滑，受到向左的洛倫茲力不斷增加．在起先階段，洛倫茲力小于向右的靜電力，棒對(duì)小球有向左的彈力，隨著洛倫茲力的增加，棒對(duì)小球的彈力減小，小球受到的摩擦力減小，所以在豎直方向上小球受到重力和摩擦力作用加速運(yùn)動(dòng)，其加速度漸漸增加．當(dāng)洛倫茲力等于靜電力時(shí)，棒對(duì)小球沒有彈力，摩擦力隨之消逝，小球在豎直方向上受到的合力最大，加速度最大．隨著小球速度接著增加，洛倫茲力大于靜電力，棒對(duì)小球又產(chǎn)生向右的彈力，隨著速度增加，洛倫茲力增加，棒對(duì)小球的彈力增加，小球受到的摩擦力增加，于是小球在豎直方向受到的合力減小，加速度減小，小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度減小為零時(shí)，小球的速度不再增加，以此時(shí)的速度做勻速運(yùn)動(dòng)．綜