2020版高考物理一轮复习第九章 微专题65磁场对带电物体的作用

2020版高考物理一轮复习第九章 微专题65磁场对带电物体的作用

磁场对带电物体的作用 ‎[方法点拨]　洛伦兹力大小与速度大小有关，物体做变速率运动时，洛伦兹力大小相应变化，从而引起物体受力变化.‎ ‎1.(多选)如图1，在竖直平面内有两固定点a、b，匀强磁场垂直该平面向里，重力不计的带电小球在a点以不同速率向不同方向运动，运动过程中除磁场力外，还受到一个大小恒定、方向始终跟速度方向垂直的力F的作用，对过b点的带电小球(　　)‎ 图1‎ A.如果沿ab直线运动，速率是唯一的 B.如果沿ab直线运动，速率可取不同值 C.如果沿同一圆弧ab运动，速率是唯一的 D.如果沿同一圆弧ab运动，速率可取不同值 ‎2.(多选)(2018·湖南师大附中质检)如图2所示，一质量为m、电荷量为－q的圆环，套在与水平面成θ角的足够长的绝缘粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中.现给圆环一沿杆向上方向的初速度(取初速度方向为正方向)，以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是(　　)‎ 图2‎ ‎3.(多选)如图3所示，在沿水平方向向里的匀强磁场中，带电小球A与B在同一竖直线上，其中小球B带正电荷并被固定，小球A与一水平放置的光滑绝缘板C接触而处于静止状态.若将绝缘板C沿水平方向抽去后，以下说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A.小球A仍可能处于静止状态 B.小球A将可能沿轨迹1运动 C.小球A将可能沿轨迹2运动 D.小球A将可能沿轨迹3运动 ‎4.(多选)如图4所示，两个倾角分别为30°和60°的光滑绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个质量为m、带电荷量为＋q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(　　)‎ 图4‎ 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位移大小相同 D.两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等 ‎5.(多选)(2018·黑龙江省齐齐哈尔市模拟)如图5所示，质量为m、带电荷量为＋q的三个相同的带电小球A、B、C，从同一高度以初速度v0水平抛出，B球处于竖直向下的匀强磁场B0中，C球处于垂直纸面向里的匀强电场中，它们落地的时间分别为tA、tB、tC，落地时的速度大小分别为vA、vB、vC，则以下判断正确的是(　　)‎ 图5‎ A.tA＝tB＝tC B.tB0)的小球由轨道左端A处无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点.若小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是(　　)‎ 图7‎ A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为qB B.小球在C点对轨道的压力大小为3mg－qB C.小球从C到D的过程中，外力F大小保持不变 D.小球从C到D的过程中，外力F的功率不变 答案精析 ‎1.AD　[小球如果沿ab直线运动，由于已知力F与洛伦兹力都与速度方向垂直，则洛伦兹力与已知力的合力为零，小球做匀速直线运动，F＝qvB，小球的速度v＝，小球的速率是一定的，故A正确，B错误；由牛顿第二定律得F＋qvB＝，则R＝，若F取不同值时，v可取不同值使小球沿同一圆弧ab运动，则小球的速率可以取不同值，故C错误，D正确.]‎ ‎2.ABD　[当qBv0＞mgcosθ时，圆环受到的弹力FN先变小后变大，摩擦力Ff＝μFN也先变小后变大，圆环减速的加速度a＝也先变小后变大；当速度减小到零时，若μ＞tanθ时，圆环将静止；若μ＜tanθ时，圆环将做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速运动.当qBv0＜mgcosθ时，圆环受到的弹力FN变大，摩擦力Ff＝μFN变大，圆环减速的加速度a＝变大；速度减小到零时，若μ＞tanθ时，圆环将静止；若μ＜tanθ时，圆环将做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速运动.故A、B、D图象可能正确，C图象不可能正确.]‎ ‎3.AB　[小球A最初处于静止状态，对其受力分析，受重力、弹力(可能为零)、库仑力，因重力竖直向下，故库仑力向上，可知小球A带正电.若绝缘板对小球的弹力为零，则抽去绝缘板后，重力和库仑力仍大小相等而方向相反，故小球A仍处于静止状态，A正确；若库仑力大于重力，小球A会向上做加速运动，则可由左手定则判断将可能沿轨迹1运动，B正确.]‎ ‎4.AD　[小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力垂直斜面的分力平衡，故：mgcosθ＝qvmB，解得vm＝，所以斜面角度越小，飞离斜面瞬间的速度越大，故甲滑块飞离时速度较大，A正确；滑块在斜面上运动的加速度恒定不变，由受力分析和牛顿第二定律可得加速度a＝gsinθ，所以甲的加速度小于乙的加速度，因为甲的最大速度大于乙的最大速度，由vm＝at得，甲在斜面上运动的时间大于乙在斜面上运动的时间，故B错误；由以上分析和x＝得，甲在斜面上的位移大于乙在斜面上的位移，故C错误；由平均功率的公式P＝F＝mg·sinθ＝，因sin30°＝cos60°，故重力的平均功率一定相等，故D正确.]‎ ‎5.AD　[根据题意可知：A球只有重力做功，竖直方向上做自由落体运动；B球除受重力之外还受到洛伦兹力作用，但B受的洛伦兹力总是水平方向的，不影响竖直方向的分运动，所以竖直方向也做自由落体运动，且洛伦兹力不做功，故只有重力做功；C 球除重力做功外，还受到垂直纸面向里的电场力作用，竖直方向做自由落体运动，但电场力对其做正功.所以三个球竖直方向都做自由落体运动，下落的高度又相同，故下落时间相同，则有tA＝tB＝tC，故A正确，B错误；根据动能定理可知：A、B两球合力做的功相等，初速度又相同，所以末速度大小相等，而C球合外力做的功比A、B两球合外力做的功大，而初速度与A、B球的初速度相等，故C球的末速度比A、B两球的末速度大，即vA＝vB

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