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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第3章第5節(jié) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力（教案） 一、選擇題（本大題共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中. 1~6題只有一項(xiàng)符合題目要求；7~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。） 1．關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v三者方向之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．F、B、v三者必定均保持垂直 B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 2．有關(guān)洛倫茲力和安培力的描述，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用 B．安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) C．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到的洛倫茲力做正功 3．帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用．下列表述正確的是(　　) A．洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功 B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能 C．洛倫茲力的大小與速度無(wú)關(guān) D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向 4．如圖所示是電子射線管示意圖．接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出．在熒光屏上會(huì)看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是(　　) A．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 B．加一磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向沿y軸正方向 C．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向 D．加一電場(chǎng)，電場(chǎng)方向沿y軸正方向 5． 如圖所示，空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電油滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若撤去磁場(chǎng)，P可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．若撤去電場(chǎng)，P一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．若給P一初速度，P可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) 6．如圖所示，一導(dǎo)電金屬板置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流方向向上時(shí)，金屬板兩側(cè)電子多少及電勢(shì)高低判斷正確的是(　 ) A．左側(cè)電子較多，左側(cè)電勢(shì)較高 B．左側(cè)電子較多，右側(cè)電勢(shì)較高 C．右側(cè)電子較多，左側(cè)電勢(shì)較高 D．右側(cè)電子較多，右側(cè)電勢(shì)較高 7． 5．關(guān)于安培力和洛倫茲力，下面說(shuō)法中正確的是(　　) A．洛倫茲力和安培力是性質(zhì)完全不同的兩種力 B．安培力和洛倫茲力，其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 C．安培力和洛倫茲力，二者是等價(jià)的 D．安培力對(duì)通電導(dǎo)體能做功，但洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不能做功 8．以下四個(gè)圖是表示磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向v和磁場(chǎng)對(duì)負(fù)電荷洛倫茲力F的相互關(guān)系圖，這四個(gè)圖中畫得正確的是(B、v、F兩兩垂直)(　　) 二、非選擇題（本大題共2小題，每題10分，共20分） 9．如圖2所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子的速率為v，帶電荷量為q，求各帶電粒子所受洛倫茲力的大小和方向． 10．一個(gè)質(zhì)量m＝0.1 g的小滑塊，帶有q＝510－4C的電荷量，放置在傾角α＝30的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開(kāi)始沿斜面滑下，斜面足夠長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開(kāi)斜面(g取10 m/s2)．求： (1)小滑塊帶何種電荷？ (2)小滑塊離開(kāi)斜面時(shí)的瞬時(shí)速度多大？ (3)該斜面長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)？ 參考答案 1、B；2、B；3、B；4、B；5、C；6、B；7、BD；8、ABC； 9、【答案】　(1)qvB，方向與v垂直斜向上 (2)qvB，方向與v垂直斜向上 (3)0 (4)qvB，方向垂直紙面向里 10、【答案】　(1)負(fù)電荷　(2)3.5 m/s　(3)1.2 m 【解析】　 (1)小滑塊沿斜面下滑的過(guò)程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛倫茲力F作用，如右圖所示，若要使小滑塊離開(kāi)斜面，則洛倫茲力F應(yīng)垂直斜面向上，據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶負(fù)電荷． (2)小滑塊沿斜面下滑的過(guò)程中，垂直于斜面的加速度為零時(shí)，由平衡條件得F＋FN＝mgcos α，當(dāng)支持力FN＝0時(shí)，小滑塊脫離斜面．設(shè)此時(shí)小滑塊速度為vmax，則此時(shí)小滑塊所受洛倫茲力F＝qvmaxB， 所以vmax＝＝m/s≈3.5 m/s (3)設(shè)該斜面長(zhǎng)度至少為l，則臨界情況為剛滑到斜面底端時(shí)離開(kāi)斜面．因?yàn)橄禄^(guò)程中只有重力做功，由動(dòng)能定理得mglsin α＝mv－0 所以斜面長(zhǎng)至少為l＝＝ m≈1.2 m