1.3 洛伦兹力（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

授课提示：对应学生用书第89页 [基础达标练] 1．下列关于运动电荷和磁场的说法，正确的是(　　) A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零 B．电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两互相垂直 C．电子射线垂直进入磁场发生偏转，这是洛伦兹力对电子做功的结果 D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力 解析：如果运动电荷的速度方向和磁场方向平行，运动电荷就不受洛伦兹力作用，故A错误；电荷运动方向不一定垂直于磁感应强度方向，故B错误；洛伦兹力对运动电荷不做功，故C错误；只有运动电荷在磁场中的运动方向与磁场方向不平行时才受磁场力作用，所以电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力，故D正确。 答案：D 2．如图所示，螺旋管中通入正弦交流电，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺旋管中的运动情况是(　　) A．匀速圆周运动　　　　　 B．往复运动 C．匀速直线运动 D．匀变速直线运动 解析：螺线管内部的磁场方向与轴线平行，电子进入螺线管时，速度与磁感线平行，不受磁场力作用，则电子做匀速直线运动，故选C。 答案：C 3．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力(　　) A．增大为原来的2倍 B．增大为原来的4倍 C．减小为原来的 D．不变 解析：根据洛伦兹力公式F＝qvB，若粒子速度与磁场方向垂直，当该磁场的磁感应强度增大为原来的 2 倍时，洛伦兹力将变为原来的2倍，故选A。 答案：A 4．(多选)一个电荷量为q、质量为m、速度为v的带电粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则对它所受的洛伦兹力，下列说法正确的是(　　) A．它所受的洛伦兹力大小一定为qvB B．它所受的洛伦兹力大小有可能不是qvB C．它所受的洛伦兹力的方向一定和v垂直 D．它所受的洛伦兹力的方向有时与v垂直，有时与v平行 解析：带电粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力F＝qvBsin θ，当运动的方向与磁场的方向垂直时，它所受的洛伦兹力大小一定为qvB，故A正确，B错误；根据左手定则可知，洛伦兹力方向总是垂直磁场与运动速度的方向所构成的平面，故C正确，D错误。 答案：AC 5．(多选)一根通电直导线水平放置，通过直导线的电流方向如图所示。现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子重力。关于接下来电子的运动，下列说法正确的是(　　) A．电子将向上偏转 B．电子将向下偏转 C．电子运动的速率保持不变 D．电子运动的速率开始变大 解析：水平导线中通有稳定电流I，根据安培定则判断导线上方的磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线下方向右运动的电子所受的洛伦兹力方向向上，则电子将向上偏转，并且洛伦兹力不做功，其速率v不变。 答案：AC 6．(多选)如图所示，纸面内的△OPQ为等边三角形(OP边水平)，在O、P两点放有垂直于纸面的直导线(图中未画出)，O点处导线中的电流方向垂直纸面向外，P点处导线中的电流方向垂直纸面向里，每根导线在Q点产生磁场的磁感应强度大小均为B。若某时刻有一电子(电荷量为e)正好经过Q点，速度大小为v，方向垂直纸面向里，则该电子经过Q点时所受的洛伦兹力(　　) A．方向水平向左 B．方向水平向右 C．大小为evB D．大小为evB 解析：O点处导线中的电流方向垂直纸面向外，P点处导线中的电流方向垂直纸面向里，根据安培定则知两导线在Q点处的磁感应强度方向夹角为120°，如图所示，合磁感应强度 B′＝B，则电子所受洛伦兹力大小为F＝evB，根据左手定则，电子经过Q点时所受的洛伦兹力的方向水平向左，故A、C正确，B、D错误。 答案：AC 7.如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来的射入方向的夹角为θ＝60°，求电子的质量和穿越磁场的时间。 解析：过M、N作入射方向和出射方向的垂线，两垂线交于O点，O点即电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，过N作OM的垂线，垂足为P，如图所示。由直角三角形OPN知，电子运动的半径为 r＝＝d ① 由牛顿第二定律知evB＝m ② 联立①②式解得m＝ 电子在磁场中运动的周期为 T＝＝ 电子在磁场中的轨迹对应的圆心角为α＝θ＝60° 故电子在磁场中的运动时间为 t＝T＝×＝。 答案：　 [能力提升练] 8.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子(不计重力)垂直磁场边界从a点射入，从b点射出。下列说法正确的是(　　) A．粒子带正电 B．粒子在b点的速率大于在a点的速率 C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出 D．若仅减小入射速率