【物理】2020届一轮复习人教版洛伦兹力作用下的实例分析课时作业

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【物理】2020届一轮复习人教版洛伦兹力作用下的实例分析课时作业

‎2020届一轮复习人教版 洛伦兹力作用下的实例分析 课时作业 选择题 考点一 速度选择器 ‎1.(多选)(2018·临沂市高三上期末)如图1所示,在图中虚线所围区域内,存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过此区域时未发生偏转.电子重力忽略不计,则在此区域中的E和B的方向可能是(  )‎ 图1‎ A.E竖直向下,B垂直纸面向外 B.E竖直向上,B垂直纸面向里 C.E竖直向上,B垂直纸面向外 D.E、B都沿水平方向,并与电子运行方向相同 答案 CD 解析 若E竖直向下,B垂直于纸面向外,则有电场力竖直向上,而洛伦兹力由左手定则可得方向竖直向上,两个力方向相同,电子穿过此区域会发生偏转,故A错误;若E竖直向上,B垂直于纸面向里,则有电场力方向竖直向下,而洛伦兹力方向由左手定则可得竖直向下,所以两力不能使电子做直线运动,故B错误;若E竖直向上,B垂直于纸面向外,则有电场力竖直向下,而洛伦兹力由左手定则可得方向竖直向上,所以当两力大小相等时,电子穿过此区域不会发生偏转,故C正确;若E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同,则有电子所受电场力方向与运动方向相反,而由于电子运动方向与B方向相互平行,所以不受洛伦兹力,因此穿过此区域不会发生偏转,故D正确.‎ ‎2.(2018·邗江中学高三上期中)如图2所示,水平放置的两块带电平行金属板,板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场.假设电场、磁场只存在于两板间.一个带正电的粒子,以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间,恰好做匀速直线运动.不计粒子的重力及空气阻力,则(  )‎ 图2‎ A.板间所加的匀强磁场B=,方向垂直于纸面向里 B.若粒子电荷量加倍,将会向下偏转 C.若粒子从极板的右侧射入,一定沿直线运动 D.若粒子带负电,其他条件不变,将向上偏转 答案 A 解析 因为粒子做匀速直线运动,故它受到的电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反,粒子带正电,电场力的方向竖直向下,故洛伦兹力的方向竖直向上,根据左手定则判断出磁场的方向是垂直纸面向里的,因为Eq=Bqv0,故B=,所以选项A正确;若粒子电荷量加倍,将仍然做匀速直线运动,选项B错误;若粒子从极板的右侧射入,电场力方向竖直向下,洛伦兹力方向竖直向下,故它受到的力不平衡,所以它一定不会沿直线运动,选项C错误;若粒子带负电,其他条件不变,将仍做匀速直线运动,选项D错误.‎ ‎3.(多选)如图3所示为速度选择器装置,场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直.一带电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入,粒子恰好沿直线穿过,则下列说法正确的是(  )‎ 图3‎ A.若带电粒子带电荷量为+2q,粒子将向下偏转 B.若带电粒子带电荷量为-2q,粒子仍能沿直线穿过 C.若带电粒子速度为2v,粒子不与极板相碰,则从右侧射出时电势能一定增加 D.若带电粒子从右侧水平射入,粒子仍能沿直线穿过 答案 BC 解析 粒子恰好沿直线穿过,电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反,粒子做匀速直线运动,根据平衡条件有:qvB=qE,解得:v=,只要粒子速度为,就能沿直线匀速通过速度选择器,故A错误,B正确;若带电粒子速度为2v,电场力不变,洛伦兹力变为原来的2倍,将会偏转,克服电场力做功,电势能增加,故C正确;若带电粒子从右侧水平射入,电场力方向不变,洛伦兹力方向反向,故粒子一定偏转,故D错误.‎ ‎4.(多选)(2018·厦门市高三第一学期质检)如图4所示,在带电的两平行金属板间有相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度为B,电场强度为E,现有一电子以速度v0平行金属板射入场区,则(  )‎ 图4‎ A.若v0>,电子沿轨迹Ⅰ运动,出场区时速度v>v0‎ B.若v0>,电子沿轨迹Ⅱ运动,出场区时速度vv0‎ D.若v0<,电子沿轨迹Ⅱ运动,出场区时速度v,则qv0B>qE,即洛伦兹力大于电场力,电子向下偏转,沿轨迹Ⅱ运动,洛伦兹力不做功,而电场力对电子做负功,动能减小,速度减小,故出场区时速度vv0,故C正确,D错误.‎ 考点二 磁流体发电机与电磁流量计 ‎5.(多选)目前世界上有一种新型发电机叫磁流体发电机,如图5表示它的原理:将一束等离子体(包含大量正、负离子)喷射入磁场,在磁场中有两块金属板A、B,于是金属板上就会聚集电荷,产生电压.以下说法正确的是(  )‎ 图5‎ A.B板带正电 B.A板带正电 C.其他条件不变,只增大射入速度,UAB增大 D.其他条件不变,只增大磁感应强度,UAB增大 答案 ACD 解析 根据左手定则,正离子进入磁场受到的洛伦兹力向下,A正确,B错误.最后,离子受力平衡有qBv=q,可得UAB=Bvd,C、D正确.‎ ‎6.(多选)如图6所示为一电磁流量计(即计算单位时间内流过某一横截面的液体体积)的原理图:一圆形导管直径为d,用非磁性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动.图中磁场方向垂直于纸面向里,大小为B,导电液体中的自由电荷(负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转,a、b间出现电势差.当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时,a、b间的电势差就稳定为U,则(  )‎ 图6‎ A.电势a高b低 B.电势b高a低 C.流量Q= D.流量Q= 答案 BC 解析 根据左手定则可知,导电液体中的自由电荷(负离子)在洛伦兹力作用下向上偏转,则a点电势低,‎ b点电势高,故A错误,B正确;对离子有:qvB=q,解得v=.流量等于单位时间内流过液体的体积,有Q=vS=π()2=,故C正确,D错误.‎ 考点三 霍尔效应 ‎7.(多选)(2018·张家口市高三上期末)如图7所示,电路中有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流,已知金属导体中单位体积的自由电子数为n,电子电荷量为e,金属导电过程中,自由电子做定向移动可视为匀速运动,测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U,则下列说法正确的是(  )‎ 图7‎ A.前侧面电势较高 B.后侧面电势较高 C.磁感应强度的大小为 D.磁感应强度的大小为 答案 BC 解析 电子定向移动的方向沿x轴负方向,所以电子向前侧面偏转,则前侧面带负电,后侧面失去电子带正电,后侧面的电势较高,使得前后两侧面间产生电势差,当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时,前后两侧面间产生恒定的电势差,则可得=Bev,q=n(abvt)e,I==nevab,联立以上几式解得磁场的磁感应强度:B=,故B、C正确,A、D错误.‎
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