假期作业(二) 洛伦茲力带电粒子在磁场中的运动-【百汇大课堂·暑假作业】2022年高二物理（新教材）

　高二暑假􀅰物理 １１．解析　(１)根据闭合电路欧姆定律: I＝ ER＋r＝ ４．５ １＋８A＝０．５A 根据安培力公式: F＝BIL＝１×０．５×０．６N＝０．３N; (２)根据平衡条件:f＝F＝０．３N 答案　(１)０．３N　(２)０．３N １２．解析　(１)由电源的正负极性可知,闭合开关时流过 细杆的电流方向从 M 到N,由左手定则可知细杆受 到向右的安培力,所以细杆向右偏; (２)由闭合电路欧姆定律得I＝ ER＋r (３)由安培力公式得F安 ＝BIL 解得F安 ＝BELR＋r． 答案　(１)闭合开关时,细杆向右偏　 (２)ER＋r　 (３)BELR＋r 假期作业(二)　洛伦兹力　带电粒子在磁场 中的运动 知识要点 １．(１)运动电荷　(２)①洛伦兹力　②磁感线　正电荷 　洛伦兹力　相反　２．(１)qvB　 (２)qvBsinθ　３．(１)①mvqB　② ２πm qB 　 (２)无关 素养测评 １．B　[根据安培定则可知,导线a在O 点的磁感应强度 方向竖直向下,导线b在O 点的磁感应强度方向也是 竖直向下,故O点的磁感应强度不为零,故 A错误;导 线a在P 点的磁感应强度方向斜向右下方,导线b在 P 点的磁感应强度方向斜向左下方,两者合成后,P 点 的合磁感应强度方向竖直向下,同理,Q点的磁感应强 度方向也是竖直向下的,故两点磁感应强度方向相 同,故B正确;通过B选项分析可知,PO段和OQ 段磁 感应强度方向相同,均为竖直向下方向,故 C错误;将 一正试探电荷从P 沿PQ 移到Q 点,由于速度方向与 磁感 应 强 度 方 向 相 同,不 受 洛 伦 兹 力 作 用,故 D 错误．] ２．A　[安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表 现,洛伦兹力是安培力的微观形式,故安培力和洛伦兹 力是性质相同的力,本质上都是磁场对运动电荷的作 用力,故 A正确;洛伦兹力始终与运动方向垂直,对运 动电荷不做功;安培力与电流垂直,可以与运动方向相 同,可以做功,故B错误;根据左手定则,可知:磁感线穿 过掌心,安培力与磁感线垂直,且安培力与电流方向垂 直,所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面．但磁 感线不一定垂直于电流,故 C错误;由左手定则可知, 洛伦兹力总是与速度垂直,故 D错误．所以 A正确,B、 C、D错误．] ３．D　[电荷在磁场中受洛伦兹力时是有条件的,即运动 电荷和磁场方向有夹角,故 A 错误;电场的基本性质 就是对其中的电荷有力的作用,粒子在电场中一定受 静电力的作用,故B错误;若仅受洛伦兹力,则其动能 不变,速度大小不变,而方向改变,故C错误,D正确．] ４．D　[粒子进入磁场后向上偏转,说明M 点受到洛伦兹 力竖直向上,根据左手定则判断粒子带正电,A 错误; 洛伦兹力始终与速度垂直,洛伦兹力不做功,B错误; 根据洛伦兹力与速度垂直,M 点受洛伦兹力沿Ma 方 向,在磁场中做匀速圆周运动,从 N 点出磁场,MN 即 为所对应的一条弦,则 MN 的垂直平分线与Ma 的交 点即a点就是圆周运动的圆心,根据几何关系可得半 径R＝L２ ,C错误;根据洛伦兹力提供向心力qvB＝ mv ２ R 可得圆周运动半径R＝mvqB ,粒子速度越大,圆周 运动半径越大,D正确．] ５．C　[粒子在磁场中运动的轨道半径为r＝mvqB＝ ２ ３d , 则能达到PQ上的粒子长度为２ ２３d æ è ç ö ø ÷ ２ － １３d æ è ç ö ø ÷ ２ ＝ ２ ３ ３ d ;能打到 MN 上的粒子的长度为２r＝４３d ,故粒 子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN 边界射出 的区域长度之比为 ３ ２ ,故选C．] ６．C　[根据题意作出粒子运动轨迹如 图所示:由几何知识可知:α＝９０°,β ＝６０°,粒子在磁场中做圆周运动的 周期:T＝２πmqB ,粒子在磁场中的运 动时间:t＝θ２πT ,粒子在磁场中的运 动时间之比:t１ t２ ＝α β ＝９０°６０°＝ ３ ２ ;故 C 正 确,A、B、D 错误．] ７．B　[粒子运动轨迹如图所示 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —６５— 假期作业　 根据几何知识可得r＝ Rtan３０° 当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时, 粒 子 速 度 偏 转 的 角 度 最 大．由 图 可 知 sinθ＝Rr , 平移距离为d＝Rsin