《（山東省專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 磁場 第5節(jié) 運動電荷在磁場中受到的力講義（含解析）新人教版選修3-1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（山東省專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 磁場 第5節(jié) 運動電荷在磁場中受到的力講義（含解析）新人教版選修3-1.doc（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第5節(jié)運動電荷在磁場中受到的力 1.磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力，洛倫茲力的方向可由左手定則判定。 2．荷蘭物理學(xué)家洛倫茲1895年提出了著名的洛倫茲力公式F＝qvBsin θ，其中θ為電荷運動方向與磁場方向的夾角。 3．電視顯像管應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理。電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對線圈產(chǎn)生的，叫做偏轉(zhuǎn)線圈。 一、洛倫茲力的方向和大小 1．洛倫茲力的定義 運動電荷在磁場中所受的作用力。 2．洛倫茲力的方向 (1)實驗觀察——陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)。 ①沒有磁場時電子束是一條直線。 ②將一蹄形磁鐵跨放在陰極射線管外面，電子流運動軌跡發(fā)生彎曲。 (2)洛倫茲力方向的判斷： 左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。負電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。 3．洛倫茲力的大小 (1)電荷量為q的粒子以速度v運動時，如果速度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直，則F＝qvB。 (2)當(dāng)電荷運動方向與磁場的方向夾角為θ時，F(xiàn)＝qvBsin_θ。 (3)當(dāng)電荷沿磁場方向運動(即θ＝0或v∥B)時，F(xiàn)＝0。 二、電視顯像管的工作原理 1．構(gòu)造：如圖所示，由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏組成。 2．原理 (1)電子槍發(fā)射電子。 (2)電子束在磁場中偏轉(zhuǎn)。 (3)熒光屏被電子束撞擊發(fā)光。 3．掃描：在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強弱都在不斷變化，使得電子束打在熒光屏上的光點從上向下、從左向右不斷移動。 4．偏轉(zhuǎn)線圈：使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對線圈產(chǎn)生的。 1．自主思考——判一判 (1)運動的電荷在磁場中受的力叫洛倫茲力，正電荷所受的洛倫茲力的方向與磁場方向相同，負電荷所受的洛倫茲力的方向與磁場方向相反。() (2)同一電荷，以相同大小的速度進入磁場，速度方向不同時，洛倫茲力的大小也可能相同。(√) (3)若電荷的速度方向與磁場平行時，不受洛倫茲力。(√) (4)判斷電荷所受洛倫茲力的方向時應(yīng)同時考慮電荷的電性。(√) (5)顯像管中偏轉(zhuǎn)線圈中的電流恒定不變時，電子打在熒光屏上的光點是不動的。(√) 2．合作探究——議一議 (1)正電荷所受洛倫茲力的方向，負電荷所受洛倫茲力的方向以及導(dǎo)線所受安培力的方向有什么聯(lián)系？ 提示：電流的方向即正電荷定向移動的方向也就是負電荷定向移動的反方向。所以安培力的方向和相應(yīng)正電荷沿電流方向移動所受洛倫茲力方向及相應(yīng)負電荷沿電流反方向移動所受洛倫茲力方向一致，體現(xiàn)了安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 (2)顯像管工作時，電子束依次掃描熒光屏上各點，可為什么我們覺察不到熒光屏的閃爍？ 提示：這是由于眼睛的視覺暫留現(xiàn)象，當(dāng)電子束掃描頻率達到人眼的臨界閃爍頻率時，由于視覺暫留的原因，人眼就感覺不到熒光屏的閃爍。 洛倫茲力的方向 1．決定洛倫茲力方向的因素有三個 電荷的電性(正、負)、速度方向、磁感應(yīng)強度的方向。當(dāng)電性一定時，其他兩個因素決定洛倫茲力的方向，如果只讓一個因素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時讓兩個因素相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儭? 2．F、B、v三者方向間關(guān)系 電荷運動方向和磁場方向間沒有因果關(guān)系，兩者關(guān)系是不確定的。電荷運動方向和磁場方向確定洛倫茲力方向，F(xiàn)⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于B和v所決定的平面。 3．特點 洛倫茲力的方向隨電荷運動方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與運動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷運動方向，不改變電荷速度大小。 1．在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向判斷正確的是(　　) 解析：選A　A圖，根據(jù)左手定則，磁感線穿過手心，四指指向正電荷的運動方向向右，大拇指指向洛倫茲力的方向，判斷出洛倫茲力向上，故A正確。B圖，根據(jù)左手定則，磁感線穿過手心，四指指向負電荷運動的反方向向左，大拇指指向洛倫茲力的方向，判斷出洛倫茲力向上，故B錯誤。C圖，當(dāng)速度與磁感線平行時，電荷不受洛倫茲力，故C錯誤。D圖，根據(jù)左手定則，磁感線穿過手心，四指指向負電荷運動的反方向向上，拇指指向洛倫茲力的方向，判斷出洛倫茲力方向垂直紙面向外，故D錯誤。 2．每時每刻都有大量宇宙射線向地球射來，地磁場可以改變射線中大多數(shù)帶電粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地球上的生物有十分重要的意義。假設(shè)有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場的作用下，它將(　　) A．向東偏轉(zhuǎn)　　　　 B．向南偏轉(zhuǎn) C．向西偏轉(zhuǎn) D．向北偏轉(zhuǎn) 解析：選A　赤道附近的地磁場方向水平向北，一個帶正電的射線粒子豎直向下運動時，根據(jù)左手定則可以確定，它受到水平向東的洛倫茲力，故它向東偏轉(zhuǎn)。A正確。 3.湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子。如圖所示，把電子射線管(陰極射線管)放在蹄形磁鐵的兩極之間，可以觀察到電子束偏轉(zhuǎn)的方向是(　　) A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 解析：選B　電子束帶負電，電子束由負極向正極運動，在電子束運動的過程中，條形磁鐵產(chǎn)生的磁場由N極指向S極，根據(jù)左手定則可判斷出電子受到的洛倫茲力方向向下，故電子束的偏轉(zhuǎn)方向向下，B正確，A、C、D錯誤。 洛倫茲力的大小 1．洛倫茲力與安培力的區(qū)別和聯(lián)系 區(qū)　別 聯(lián)　系 ①洛倫茲力是指單個運動電荷所受到的磁場力，而安培力是指電流(即大量定向移動的電荷)所受到的磁場力 ②洛倫茲力永不做功，而安培力可以做功 ①安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀解釋 ②大小關(guān)系：F安＝NF洛(N是導(dǎo)體中定向運動的電荷數(shù)) ③方向關(guān)系：洛倫茲力與安培力的方向特點一致，均可用左手定則進行判斷 2．洛倫茲力與電場力的比較 洛倫茲力 電場力 產(chǎn)生條件 電荷必須運動且速度方向與B不平行時，電荷才受到洛倫茲力 帶電粒子只要處在電場中就受到電場力 大小方向 F＝qvBsin θ，F(xiàn)⊥B，F(xiàn)⊥v，用左手定則判斷 F＝qE，F(xiàn)的方向與E同向或反向 特點 洛倫茲力永不做功 電場力可以做功 相同點 反映了電場和磁場都具有力的性質(zhì) [典例]　如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強度為B的勻強磁場中。質(zhì)量為m、帶電量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是(　　) A．滑塊受到的摩擦力不變 B．滑塊到達地面時的動能與B的大小無關(guān) C．滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下 D．B很大時，滑塊可能靜止于斜面上 [思路點撥] (1)滑塊與斜面之間存在滑動摩擦力。 (2)洛倫茲力的方向可由左手定則判斷。 (3)洛倫茲力隨滑塊速度的增大而增大。 [解析]　根據(jù)左手定則可知，滑塊受到垂直斜面向下的洛倫茲力，C對。隨著滑塊速度的變化，洛倫茲力大小變化，它對斜面的壓力大小發(fā)生變化，故滑塊受到的摩擦力大小變化，A錯。B越大，滑塊受到的洛倫茲力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，據(jù)動能定理，滑塊到達地面時的動能就越小，B錯。由于開始時滑塊不受洛倫茲力就能下滑，故B再大，滑塊也不可能靜止在斜面上，D錯。 [答案]　C 洛倫茲力作用下的變加速運動問題 (1)注意受力情況和運動情況的分析。帶電物體在磁場中速度變化時洛倫茲力的大小隨之變化，并進一步導(dǎo)致壓力、摩擦力的變化，物體在變力作用下將做變加速運動。 (2)注意臨界狀態(tài)的分析。當(dāng)摩擦力與引起物體運動的外力平衡時，物體將處于平衡狀態(tài)；當(dāng)洛倫茲力增大使物體與接觸面的壓力為零時，物體將要離開接觸面?！　　　? 1．兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1∶4，電量之比為1∶2，則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為(　　) A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4 解析：選C　帶電粒子的速度方向與磁感線方向垂直時，洛倫茲力F＝qvB，與電荷量成正比，與質(zhì)量無關(guān)，C項正確。 2.如圖所示，一個帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該(　　) A．使B的數(shù)值增大 B．使磁場以速率v＝向上移動 C．使磁場以速率v＝向右移動 D．使磁場以速率v＝向左移動 解析：選D　為使小球?qū)ζ矫鏌o壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場不動而只增大B，靜止電荷在磁場里不受洛倫茲力，A不對；磁場向上移動相當(dāng)于電荷向下運動，受洛倫茲力向右，不可能平衡重力；磁場以v向右移動，等同于電荷以速率v向左運動，此時洛倫茲力向下，也不可能平衡重力，故B、C不對；磁場以v向左移動，等同于電荷以速率v向右運動，此時洛倫茲力向上。當(dāng)qvB＝mg時，帶電體對絕緣水平面無壓力，即v＝，選項D正確。 3．質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物塊，從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，如圖所示。若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面說法中正確的是 (　　) A．小物塊一定帶正電荷 B．小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動 C．小物塊在斜面上運動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運動 D．小物塊在斜面上下滑過程中，當(dāng)小物塊對斜面壓力為零時的速率為 解析：選B　帶電物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，知洛倫茲力的方向垂直于斜面向上，根據(jù)左手定則知，物塊帶負電，故A錯誤；物塊在運動的過程中受重力、斜面的支持力、洛倫茲力，合外力沿斜面向下，大小為mgsin θ，根據(jù)牛頓第二定律知a＝gsin θ，物塊在離開斜面前做勻加速直線運動，故B正確，C錯誤；當(dāng)壓力為零時，在垂直于斜面方向上的合力為零，有mgcos θ＝qvB，解得v＝，故D錯誤。 磁場與科技 裝置 原理圖 規(guī)律 速度選擇器 若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做勻速直線運動 磁流體發(fā)電機 等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負電，兩極電壓為U時穩(wěn)定，q＝qv0B，U＝v0Bd 電磁流量計 q＝qvB，所以v＝ 所以Q＝vS＝ 霍爾元件 當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差 [典例]　[多選]利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應(yīng)強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側(cè)面會形成電勢差UCD，下列說法中正確的是(　　) A．電勢差UCD僅與材料有關(guān) B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD＜0 C．僅增大磁感應(yīng)強度時，電勢差UCD變大 D．在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)保持水平 [解析]　電勢差UCD與磁感應(yīng)強度B、材料有關(guān)，選項A錯誤；若霍爾元件的載流子是自由電子，由左手定則可知，電子向C側(cè)面偏轉(zhuǎn)，則電勢差UCD＜0，選項B正確；僅增大磁感應(yīng)強度時，電勢差UCD變大，選項C正確；在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應(yīng)保持豎直且東西放置，選項D錯誤。 [答案]　BC 速度選擇器、磁流體發(fā)電機、電磁流量計、霍爾效應(yīng)具有相同的特點，即在穩(wěn)定狀態(tài)時，電荷所受的洛倫茲力與電場力均等大反向?！　　　? 1．如圖所示，在兩水平極板間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向里，一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板。若不計重力，下列四個物理量中哪一個改變時，粒子運動軌跡不會改變？(　　) A．粒子速度的大小 B．粒子所帶的電荷量 C．電場強度 D．磁感應(yīng)強度 解析：選B　帶電粒子在電場和磁場中做勻速直線運動，由平衡條件知qE＝qvB，可以看出，帶電粒子在電場和磁場中運動時，電場強度、磁感應(yīng)強度以及帶電粒子速度的大小均能影響粒子的運動軌跡，而粒子所帶的電荷量不影響運動軌跡，選項A、C、D不符合要求，選項B正確。 2.為了測量某化肥廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流 經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U。若用Q表示污水流量(單位時間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法正確的是(　　) A．若污水中正離子較多，則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高 B．前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，與哪種離子多無關(guān) C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大 D．污水流量Q與電壓U成正比，與a、b有關(guān) 解析：選B　由左手定則可判斷：若流動的是正離子，則正離子向里偏，前內(nèi)側(cè)面電勢低于后內(nèi)側(cè)面電勢；若流動的是負離子，則負離子向外偏，仍然是前內(nèi)側(cè)面電勢低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，故A錯B對。污水穩(wěn)定流動時，對任一離子有：qvB＝qE＝，所以U＝Bbv，電勢差與濃度無關(guān)，故C錯。流量Q＝Sv＝bc＝，可以看出流量與a、b均無關(guān)，故D錯。 3．如圖所示，平行金屬板M、N之間的距離為d，其中勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于紙面向外，有帶電荷量相同的正、負離子組成的等離子束，以速度v沿著水平方向由左端連續(xù)射入，電容器的電容為C，當(dāng)S閉合且電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后，平行金屬板M、N之間的內(nèi)阻為r，電容器的帶電荷量為Q，則下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)S斷開時，電容器的充電電荷量Q>CBdv B．當(dāng)S斷開時，電容器的充電電荷量Q＝CBdv C．當(dāng)S閉合時，電容器的充電電荷量Q＝CBdv D．當(dāng)S閉合時，電容器的充電電荷量Q>CBdv 解析：選B　等離子束射入磁場中，受到洛倫茲力，離子將打到兩極板上而產(chǎn)生電場，當(dāng)后來的離子所受的洛倫茲力與電場力平衡時，平行金屬板M、N之間電壓穩(wěn)定，電容器的電壓和電量都穩(wěn)定，由平衡條件得qvB＝q，得U＝Bvd，當(dāng)開關(guān)閉合時，由于有內(nèi)阻r，電容器兩端的電壓小于Bvd，故Q＜CBdv；當(dāng)開關(guān)斷開時，電容器兩端的電壓等于Bdv，故Q＝CBdv，故B正確。 1.如圖，a是豎直平面P上的一點。P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點，P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下，在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過a點。在電子經(jīng)過a點的瞬間，條形磁鐵的磁場對該電子的作用力的方向(　　) A．向上　　　　　　　 B．向下 C．向左 D．向右 解析：選A　條形磁鐵的磁感線方向在a點為垂直P向外，粒子在條形磁鐵的磁場中向右運動，所以根據(jù)左手定則可得電子受到的洛倫茲力方向向上，A正確。 2．如圖，在OX，OY，OZ組成的直角坐標(biāo)系中，電子沿著Y軸的正向運動，它產(chǎn)生的磁場在Z軸上A處的方向是(　　) A．－X方向　　　 B．－Y方向 C．－Z方向 D．都不是 解析：選A　電子(帶負電)沿Y軸正方向運動，形成的電流的方向沿Y軸負方向。根據(jù)安培定則，A處的磁場的方向沿X軸的負方向，所以選項A正確。 3.在長直通電螺線管中通入變化的電流i(如圖所示電流的方向周期性改變)，并沿著其中心軸線OO′的方向射入一顆速度為v的電子，則此電子在螺線管內(nèi)部空間運動的情況是(　　) A．勻速直線運動　　　　 B．來回往復(fù)運動 C．變速直線運動 D．曲線運動 解析：選A　通電螺線管內(nèi)部的磁場方向與軸線平行，故電子進入螺線管后不受洛倫茲力，應(yīng)做勻速直線運動。 4．[多選]如圖所示，用絲線吊一個質(zhì)量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強磁場中，空氣阻力不計，若小球分別從A點和B點向最低點O運動，則兩次經(jīng)過O點時(　　) A．小球的動能相同 B．絲線所受的拉力相同 C．小球所受的洛倫茲力相同 D．小球的向心加速度相同 解析：選AD　帶電小球受到的洛倫茲力及繩的拉力跟速度方向時刻垂直，對小球不做功，只改變速度方向，不改變速度大小，只有重力做功，故兩次經(jīng)過O點時速度大小不變，動能相同，選項A正確；小球分別從A點和B點向最低點O運動，兩次經(jīng)過O點時速度方向相反，由左手定則可知兩次經(jīng)過O點時洛倫茲力方向相反，故繩的拉力大小不同，選項B、C錯誤；由a＝可知向心加速度相同，選項D正確。 5．[多選]如圖所示，一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時，發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下偏，則(　　) A．導(dǎo)線中的電流從A流向B B．導(dǎo)線中的電流從B流向A C．若要使電子束的徑跡向上偏，可以通過改變AB中的電流方向來實現(xiàn) D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān) 解析：選BC　電流的方向與負電荷運動的方向相反，所以陰極射線管內(nèi)電流的方向向左；由題圖可知，電子受到的洛倫茲力的方向向下，所以陰極射線管處的磁場的方向垂直于紙面向里，由安培定則可知，AB中電流的方向由B到A，故A錯誤，B正確；若要使電子束的徑跡向上彎曲，則陰極射線管處的磁場的方向需向外，可以改變AB中的電流方向來實現(xiàn)，故C正確；由以上的分析可知，電子束的徑跡與AB中的電流方向有關(guān)，故D錯誤。 6．[多選]如圖，速度為v0、電荷量為q的正離子(不計重力)恰能沿直線飛出速度選擇器，則(　　) A．若改為電荷量為2q的正離子(其他條件不變)，離子仍沿直線飛出 B．若速度變?yōu)?v0(其他條件不變)，離子將往上偏 C．若改為電荷量為－q的離子(其他條件不變)，離子將往下偏 D．若改為電荷量為－q的離子，則必須從右側(cè)飛入速度選擇器，才能沿直線飛出 解析：選AB　正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，根據(jù)左手定則判斷可知，離子受的洛倫茲力方向向上，電場力方向向下，此時洛倫茲力與電場力二力平衡，應(yīng)該有qv0B＝qE，即v0B＝E，該等式與離子的電荷量無關(guān)，若只改變電荷量，離子仍沿直線運動，若改為電荷量為－q的離子，受到向上的電場力，向下的洛倫茲力，仍滿足二力平衡，故從左側(cè)到右側(cè)仍能沿直線飛出，A正確，C、D錯誤；若速度變?yōu)?v0，洛倫茲力增大為原來的2倍，而離子受的洛倫茲力方向向上，電場力不變，所以離子將向上偏轉(zhuǎn)，故B正確。 7.截面為矩形的載流金屬導(dǎo)線置于磁場中，如圖所示，將出現(xiàn)下列哪種情況(　　) A．在b表面聚集正電荷，而a表面聚集負電荷 B．在a表面聚集正電荷，而b表面聚集負電荷 C．開始通電時，電子做定向移動并向b偏轉(zhuǎn) D．兩個表面電勢不同，a表面電勢較高 解析：選A　金屬導(dǎo)體靠電子導(dǎo)電，金屬正離子并沒有移動，而電流由金屬導(dǎo)體中的自由電子的定向移動(向左移動)形成。應(yīng)用左手定則，四指應(yīng)指向電流的方向，讓磁感線垂直穿過手心，拇指的指向即為自由電子的受力方向。也就是說，自由電子受洛倫茲力方向指向a表面一側(cè)，實際上自由電子在向左移動的同時，受到指向a表面的作用力，并在a表面進行聚集，由于整個導(dǎo)體是呈電中性的(正、負電荷總量相等)，所以在b的表面“裸露”出正電荷層，并使b表面電勢高于a表面電勢。 8．[多選]某空間存在著如圖甲所示的足夠大的沿水平方向的勻強磁場。在磁場中A、B兩個物塊疊放在一起，置于光滑水平面上，物塊A帶正電，物塊B不帶電且表面絕緣。在t1＝0時刻，水平恒力F作用在物塊B上，物塊A、B由靜止開始做加速度相同的運動。在A、B一起向左運動的過程中，以下說法正確的是(　　 ) A．圖乙可以反映A所受洛倫茲力大小隨時間t變化的關(guān)系 B．圖乙可以反映A對B的摩擦力大小隨時間t變化的關(guān)系 C．圖乙可以反映A對B的壓力大小隨時間t變化的關(guān)系 D．圖乙可以反映B對地面壓力大小隨時間t變化的關(guān)系 解析：選CD　由題意知物體由靜止做勻加速運動，速度v＝at；那么洛倫茲力：F＝qvB＝qBat，洛倫茲力大小隨時間t的變化關(guān)系圖線應(yīng)過原點，故A錯誤；物塊A對物塊B的摩擦力大小f＝mAa，因為a不變，所以f隨時間t的變化保持不變，故B錯誤；B受到的壓力：N＝mAg＋qvB＝mAg＋qBat，所以隨時間在均勻增大，故C正確；B對地面的壓力為：N1＝mAg＋mBg＋qvB＝mAg＋mBg＋qBat，所以隨時間在均勻增大，故D正確。 9.[多選]如圖所示，在圖中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強度為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，已知從左方水平射入的電子，通過該區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，假設(shè)電子重力可忽略不計，則在該區(qū)域中的E和B的方向可能是(　　) A．E豎直向上，B垂直紙面向外 B．E豎直向上，B垂直紙面向里 C．E和B都沿水平方向，并與電子運動方向相同 D．E和B都沿水平方向，并與電子運動方向相反 解析：選ACD　如果E豎直向上，B垂直紙面向外，電子沿圖中方向射入后，電場力向下，洛倫茲力向上，二力可能平衡，電子可能沿直線通過E、B共存區(qū)域，故A對；同理B不對；如果E、B沿水平方向且與電子運動方向相同，電子不受洛倫茲力作用，但電子受到與E反方向的電場力作用，電子做勻減速直線運動，也不偏轉(zhuǎn)，故C對；如果E、B沿水平方向，且與電子運動方向相反，電子仍不受洛倫茲力，電場力與E反向，即與速度同方向，故電子做勻加速直線運動，也不偏轉(zhuǎn)，故D對。 10．[多選]如圖所示為磁流體發(fā)電機的原理圖：將一束等離子體垂直于磁場方向噴入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就會聚集電荷，兩板間就會產(chǎn)生電壓，如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板間距離為d，板平面的面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于速度方向，負載電阻為R，等離子體充滿兩板間的空間。當(dāng)發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，電流表示數(shù)為I，下列說法正確的是(　　 ) A．上極板A帶負電 B．兩極板間的電動勢為IR C．板間等離子體的內(nèi)阻為－R D．板間等離子體的電阻率為 解析：選ACD　大量帶正電和帶負電的微粒進入磁場時，由左手定則可以判斷正電荷受到的洛倫茲力向下，所以正電荷會聚集到B板上，負電荷受到的洛倫茲力向上，負電荷聚集到A板上，故B板相當(dāng)于電源的正極，A板相當(dāng)于電源的負極，故A正確；由閉合電路的歐姆定律可知，兩極板間的電動勢為I(R＋r內(nèi))，選項B錯誤；根據(jù)qvB＝q得，E＝Bdv，根據(jù)歐姆定律得，r＝－R＝－R，選項C正確；由電阻定律，R＝ρ，則電阻率ρ＝，故D正確。 11．如圖所示，斜面上表面光滑絕緣，傾角為θ，斜面上方有一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球在斜面上被無初速度釋放，假設(shè)斜面足夠長，則小球從釋放開始，下滑多遠后離開斜面。 解析：小球沿斜面下滑，在離開斜面前，受到洛倫茲力F垂直斜面向上，其受力分析如圖： 沿斜面方向：mgsin θ＝ma 垂直斜面方向：F＋FN－mgcos θ＝0 其中洛倫茲力為：F＝Bqv 設(shè)下滑x遠離開斜面，此時斜面對小球的支持力 FN＝0， 那么下滑的距離為：v2＝2ax 聯(lián)立以上解得：x＝。 答案： 12．如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場。一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上。已知同位素離子的電荷量為q(q>0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響。 (1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大小； (2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。 解析：(1)能從速度選擇器射出的離子所受電場力與洛倫茲力平衡，即滿足qE0＝qv0B0 所以v0＝ (2)離子進入勻強偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運動，則有 x＝v0t，L＝at2 由牛頓第二定律得qE＝ma 聯(lián)立以上各式解得x＝。 答案：(1)　(2)x＝