2019春高中物理第3章磁场5运动电荷在磁场中受到的力课堂达标新人教版选修3_1.doc

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1、1第三章 5 运动电荷在磁场中受到的力1(2018北京市朝阳区高二上学期期末)下面甲图是示波器的结构示意图，乙图是电视机显像管的结构示意图。二者相同的部分是电子枪(给电子加速形成电子束)和荧光屏(电子打在上面形成亮斑)；不同的是使电子束发生偏转的部分：分别是匀强电场(偏转电极)和匀强磁场(偏转线圈)，即示波器是电场偏转，显像管是磁场偏转。设某次电子束从电子枪射出后分别打在甲、乙两图中的 P 点。则在此过程中，下列说法错误的是( C )A以上两种装置都体现了场对运动电荷的控制B甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能没有变化C甲图中电子动能发生了变化，乙图中电子的动能也发生了变化D甲图中电子的

2、动量发生了变化，乙图中电子的动量也发生了变化解析：以上两种装置都能使电子发生偏转，体现了场对运动电荷的控制，选项 A 正确；甲图中电场对电子做功，电子动能发生了变化，乙图中洛伦兹力对电子不做功，则电子的动能没有变化，选项 B 正确，C 错误；甲图中电子的速度大小及方向都变化，则动量发生了变化，乙图中电子的速度大小不变，但是方向变化，则电子的动量也发生了变化，选项D 正确；此题选错误的选项，故选 C。2(2017江西省宜春市高二上学期期末)从太阳或其它星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子。这些高能带电粒子到达地球会对地球上的生命带来危害，但由于地球周围存在地磁场，地磁场能改变宇宙射线中

3、带电粒子的运动方向，如图所示，对地球上的生命起到保护作用。假设所有的宇宙射线从各个方向垂直射向地球表面，那么以下说法正确的是( C )A地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处都相同B由于南北极磁场最强，因此阻挡作用最强C沿地球赤道平面射来的高能正电荷向东偏转D沿地球赤道平面射来的高能负电荷向南偏转解析：高能带电粒子到达地球受到地磁场的洛伦兹力作用，发生偏转不同的磁场，所受到的洛伦兹力大小不一，故 A 错误；地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作2用在南、北两极最弱，赤道附近最强，故 B 错误；地磁场会使沿地球赤道垂直射来的宇宙射线中的带正电粒子向东偏转，带负电粒子向西偏转，故 C 正确；D 错误。

4、3(多选)(2018陕西西安市长安一中高二下学期期中)某空间存在着如图甲所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场。在磁场中 A、 B 两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块 A 带正电，物块 B 不带电且表面绝缘。在 t10 时刻，水平恒力 F 作用在物块 B 上，物块 A、 B 由静止开始做加速度相同的运动。在 A、 B 一起向左运动的过程中，以下说法正确的是( CD )A图乙可以反映 A 所受洛仑兹力大小随时间 t 变化的关系B图乙可以反映 A 对 B 的摩擦力大小随时间 t 变化的关系C图乙可以反映 A 对 B 的压力大小随时间 t 变化的关系D图乙可以反映 B 对地面压力大小随时间 t

5、变化的关系解析：对整体分析，运用牛顿第二定律得出加速度： a ，水平方向受到的力不变，FM m则 B 的加速度不变。物体由静止做匀加速运动，速度 v at，故洛伦兹力：F qvB qBat，洛伦兹力大小随时间 t 变化的图象应过原点，故 A 错误；物块 A 对物块 B的摩擦力大小 f mAa，所以 f 随时间 t 的变化保持不变，故不可能是摩擦力的变化图象，故 B 错误； A 对 B 的压力： N mAg qvB mAg qBat，符合图中所示规律，故 C 正确；对整体分析可知， N mAg mBg qvB mAg mBg qBat，故同样可以由图示规律表示，故 D 正确。4(2017湖北省汉

6、川市高二上学期期末)目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度，磁强计的原理如图所示，电路有一段金属导体，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，已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电荷量为 e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动，两电极 M、 N 均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为 U，则磁感应强度的大小和电极 M、 N 的正负为( D )A ， M 正、 N 负 B ， M 正、 N 负nebUI neaUI3C ， M 负、 N 正 D

7、， M 负、 N 正neaUI nebUI解析：根据左手定则知，电子向外侧偏转，则导体 M 极为负极， N 极为正极。自由电子做定向移动，视为匀速运动，速度设为 v，则单位时间内前进的距离为 v，对应体积为vab，此体积内含有的电子个数为： nvab，电量为： nevab 有 I neavb，电子受电场 q t力和洛伦兹力平衡，有 e Bev，解得： B ，故 D 正确，ABC 错误；故选 D。Ua eUnbI5(2018北京市朝阳区高二上学期期末)磁流体发电是一种新型发电方式，图甲和图乙是其工作原理示意图。图甲中的 A、 B 是电阻可忽略的导体电极，两个电极间的间距为d，这两个电极与负载电阻

8、相连。假设等离子体(高温下电离的气体，含有大量的正负带电粒子)垂直于磁场进入两极板间的速度均为 v0。整个发电装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向如图乙所示。(1)开关断开时，请推导该磁流体发电机的电动势 E 的大小；(2)开关闭合后，a如果电阻 R 的两端被短接，此时回路电流为 I，求磁流体发电机的等效内阻 r；b我们知道，电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，请你分析磁流体发电机的非静电力是由哪个力充当的，其工作过程如何。答案：(1) E Bdv0 (2)a. r ；b.洛伦兹力，使正电荷向 A 板汇聚，负电荷向 BBdv0I板汇聚。解析：(1)等离子体射入两板之间时，正离子受向上的洛伦兹力而偏向 A 极板，同时负离子偏向 B 极板，随着离子的不断积聚，在两板之间形成了从 A 到 B 向下的附加电场，当粒子受的电场力与洛伦兹力相等时，粒子不再偏转，此时两板的电势差即为发电机的电动势，满足 q qv0B，解得 E Bdv0Ed(2)开关闭合后a如果电阻 R 的两端被短接，此时回路电流为 I，则磁流体发电机的等效内阻：r EI Bdv0Ib由(1)的分析可知，洛伦兹力使正电荷向 A 板汇聚，负电荷向 B 板汇聚。4