1.2磁场对运动电荷的作用力（第2课时）课件 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1.2 磁场对运动电荷的作用力（第2课时） 人教版高中物理选择性必修二 第一章 安培力与洛伦兹力 一、洛伦兹力性质的理解 二、带电体在匀强磁场中运动的动态分析 三、洛伦兹力在实际中的应用 综合应用 下课啦！ 1．真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好落在圆周上。直径略小于绝缘管直径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球先加速后减速 B．小球受到的洛伦兹力始终为零 C．小球在ab中点受到的洛伦兹力为零 D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向始终竖直向上 【答案】C 2．质量为m、带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间（如图所示），微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，则带电粒子运动方向为沿 方向（选填“CD”或“DC”），带电粒子带 电；磁感应强度的大小为 。 【答案】 CD 正 3．（多选）带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示。不计空气阻力，则（　　） A．一定有h1＝h3 B．一定有h1<h4 C．h2与h4无法比较 D．h1与h2无法比较 【答案】AC 4．（多选）如图所示，一个带正电荷的小球沿绝缘的光滑水平桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上．设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场而其余条件不变时，小球飞行的时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.则(　　) A．x1>x2 B．t1>t2 C．v1>v2 D．v1＝v2 【答案】ABD 5．（多选）如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，在运动中都能通过各自轨道的最低点M、N，则（　　） A．两小球每次到达轨道最低点时的速度都有 B．两小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力都有 C．小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同 D．小球b能到达轨道的最右端，小球a不能到达轨道的最右端 【答案】AD 6．质量m=0.1g的小物块，带有5×10-4C的电荷，放在图示倾角为30°的光滑绝缘固定斜面顶端，整个斜面置于B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．物块由静止开始下滑，到某一位置离开斜面（设斜面足够长，g取10m/s2）．求： （1）物块带何种电荷？ （2）物块离开斜面时的速度是多大？ （3）物块在斜面上滑行的距离是多大？ 【答案】（1）负电荷   （2）     （3）1.2m 【答案】ABD 7．（多选）质量为m、带电量为＋q的小球套在水平固定且足够长的粗糙绝缘杆上，如图所示，整个装置处于磁感应强度为B、垂直纸面向里的水平匀强磁场中。现给小球一个水平向右的初速度v0使其开始运动，不计空气阻力，则小球从开始到最终稳定的过程中，下列说法正确的是（　　） A．可能先减速后做匀速运动 B．最终稳定时的速度一定是 C．运动过程中克服摩擦力做的功可能是0 D．最终稳定时的速度可能是0 【答案】ACD 8．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0 ×10-4kg，带电量为4.0 ×10-4C的正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E=10N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度 B=0.5T，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ= 0.2，设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10m/s2（　　） A．小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为2m/s2 B．小球由静止沿棒竖直下落最大速度10m/s C．若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为5m/s2 D．若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大速度为45m/s 1．AD 9．（多选）磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示，等离子体进入两平行极板之间的区域，速度为v，两金属板的板长（沿初速度方向）为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于等离子体初速度方向，并与极板平行，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间。当稳定发电时，电流表的示数为I。下列说法正确的是（　　） A．稳定发电时，带电粒子受到的洛伦兹力和电场力等大反向 B．稳定发电时，正电荷受洛伦兹力向上，负电荷受洛伦兹力向下 C．稳定发电时，产生的电动势大小为BLv D．稳定发电时，板间等离子体的等效阻值为 【答案】AD 10．在实验室中有一种污水流量计，其工作原理图如图所示。废液内含有大量正负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，MN为管道壁上两点，下列说法正确的是（    ） A．M点的电势高于N点的电势 B．保证流速不变，当污水中离子浓度降低时，MN两点电压将减小 C．当磁感应强度B减小时，污水流速将减小 D．只需要测量磁感应强度B及MN两点电压U，就能够推算污水的流量 【答案】D 11．如图所示，当电脑显示屏闭合时，霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭，电脑休眠，闭合显示屏时，长为a、宽为c、厚度为d的霍尔元件处在磁感应强度大小为B、方向垂直于元件上表面向下的匀强磁场中，通以图示恒定电流时，元件的前后表面间出现电压U，笔记本控制系统检测到该电压，立即熄灭屏幕。已知载流子为电子，下列有关说法正确的是（    ） A．前表面的电势比后表面的低 B．前表面和后表面间的电场强度大小为 C．前后表面间的电压 D．载流子的速度大小为 【答案】D 12．如图所示，一绝缘容器内部为立方体空胶，其长和宽分别为a和b，厚度为d，其两侧等高处装有两根与大气相通的玻璃管（可用来测量液体两侧的压强差）．容器内装满密度为ρ的导电液体，容器上下两端装有铂电极A和C，这样就构成了一个液体电阻，该液体电阻置于一方向与容器的厚度方向平行的均匀恒定的磁感应强度为B的磁场中，并通过开关K接在一电动势为E 、内阻为r的电池的两端，闭合开关．若稳定时两侧玻璃管中液面的高度差为h，求导电液体的电导率σ．重力加速度大小为g． $$