20xx人教版高中物理選修3-1第3章5運動電荷在磁場中受到的力(參考版)
2024-11-23 17:18本頁面
【正文】 其中重力和電場力是恒力，而洛倫茲力的大小與小 球的速度大小成正比，若小球做的是變速運動，那么洛倫茲力也是變力，小球的合外力方向也要改變，這與題意不符，所以小球在復(fù)合場中一定做勻速直線運動，選項 A 正確； 根據(jù)小球的平衡條件可得： q v B ＝ mg ， qE ＝ 2 mg ，又 v2＝ 2 gh ，聯(lián)立以上各式解得磁感應(yīng)強度 B ＝m 2 gh2 qh，電場強度E ＝2 mgq， B 正確；若換成帶正電的小球，則電場力和洛倫茲力同時反向，合力不可能為零， C 項錯誤；若要使小球沿直線通過復(fù)合場，小球的合力一定為零， 所以一定要滿足 B ＝m 2 gh2 qh和 E ＝2 mgq，若同時改變小球的比荷與初始下落高度h ，以上兩個式子不能同時滿足，所以選項 D 錯誤。 的斜向下的勻強電場 E ，有一質(zhì)量為 m 、電荷量為 q 的帶負(fù) 電的小球在高為 h處的 P 點從靜止開始自由下落，當(dāng)小球運動到復(fù)合場內(nèi)時剛好做直線運動，那么 ( ) A ．小球在復(fù)合場中一定做勻速直線運動 B ．磁感應(yīng)強度 B ＝m 2 gh2 qh，場強 E ＝2 mgq C ．若換成帶正電的小球，小球仍可能做直線運動 D ．若同時改變小球的比荷與初始下落高度 h ，小球仍能沿直線通過復(fù)合場 易錯分析： 錯解 1 根據(jù)小球做直線運動的受力要求，認(rèn)為只要小球進(jìn)入復(fù)合場時合外力方向與速度方向在一條直線上，小球就可以沿直線運動，忽視了小球速度變化對洛倫茲力 的影響而漏選 A 、 B 項，不加分析地錯選了 C 項； 錯解 2 考慮問題不全面，認(rèn)為同時改變小球的比荷與初始下落高度 h ，磁感應(yīng)強度 B ＝m 2 gh2 qh仍然可以成立，但沒有注意到改變比荷時 E ＝2 mgq就不能成立，故判斷小球仍能沿直線通過復(fù)合場而錯選 D 項。最終離子在電場力和洛倫茲力作用下平衡，有： q v B ＝ qUb，解得 U ＝ v Bb ，電壓表的示數(shù)與離子濃度無關(guān)， v ＝UbB，則流量 Q ＝ v bc ＝cUB，與 U 成正比，與a 、 b 無關(guān)，故 D 正確， C 錯誤。若用 Q 表示污水流量 ( 單位時間內(nèi)排出的污水體積 ) ，下列說法中正確的是 ( ) ? A．若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高 ? B．前表面的電勢一定低于后表面的電勢，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 U成正比，與 a、 b無關(guān) ? 答案： BD 解析： 根據(jù)左手定則，正離子向后表面偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)，所以后表面的電勢高于前表面的電勢，與離子的多少無關(guān)。電離氣體以速率 v＝ 1100m/s沿極板射入，極板間電離氣體等效內(nèi)阻 r＝ ，試求此發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為多大？ ?洛倫茲力與現(xiàn)代科技 解析： S 斷開時，由離子受力平衡可得 q v B ＝ qE ＝ qU / d ，所以板間電壓為 U ＝ B v d 此發(fā)電機(jī)的電動勢為 E 源 ＝ U ＝ B v d ＝ 1 100 ＝ 220V 當(dāng)可變電阻調(diào)到 R ＝ r ＝ 時，電源的輸出功 率最大，最大輸出功率為 Pm a x＝ E2源 /(4 r ) ＝ 2202/(4 )W ＝ 1 21k W 。 ? 如圖所示，磁流體發(fā)電機(jī)的極板相距 d＝ ，極板間有垂直于紙面向里的勻強磁場， B＝ 。 答案： m2 g cos 2 θq 2 B 2 sin θ m cot θqB ? 點評： 本題是帶電粒子在復(fù)合場中的綜合問題，應(yīng)在分析物體受力的基礎(chǔ)上，弄清物理過程，根據(jù)隱含的臨
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