高中物理第5章磁場與回旋加速器探究洛倫茲力學(xué)案滬科版選修3-1-展示頁
2024-12-01 23:11本頁面
【正文】 點 C．粒子帶負 電 D．粒子帶正電 答案 AC 解析 由于粒子的速率減小，由 r＝ mvqB知，軌道半徑不斷減小，所以 A對， B 錯；由左手定則得粒子應(yīng)帶負電， C 對， D 錯． 題組四 帶電物體在磁場中的運動問題 10．帶電油滴以水平速度 v0 垂直進入磁場，恰做勻速直線運動，如圖 5 所示，若油滴質(zhì)量為 m，磁感應(yīng)強度為 B，則下述說法正確的是 ( ) 圖 5 A．油滴必帶正電荷，電荷量為 mgv0B B．油滴必帶正電荷，比荷 qm＝ qv0B C．油滴必帶負電荷，電荷量為 mgv0B D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿足 q＝ mgv0B 答案 A 解析 油滴水平向右勻速運動，其所受洛倫茲力必向上，且與重力平衡，故帶正電，其電荷量 q＝ mgv0B， A正確． 6 所示，在豎直平面內(nèi)放一個光滑絕緣的半圓形軌道，水平方向的勻強磁場與半圓形軌道所在的平面垂直．一個帶負電荷的小滑塊由靜止開始從半圓軌道的最高點 M 下滑到最右端，則下列說法中正確的是 ( ) 圖 6 A．滑塊經(jīng)過最低點時的速度比磁場不存在時大 B．滑塊從 M 點到最低點的加速度比磁場不存在時小 C．滑塊經(jīng)過最低點時對軌道的壓力比磁場不存在時小 D．滑塊從 M 點到最低點所用時間與磁場不存在時相等 答案 D 解析 由于洛倫茲力不做功，故與磁場不存在時相比，滑塊經(jīng)過最低點時的速度不變，選項A錯誤；由 a＝ v2R，與磁場不存在時相比，滑塊經(jīng)過最低點時的加速度不變，選項 B錯誤；由左手定則，滑塊經(jīng)最低點時受的洛倫茲力向下，而滑塊所需的向心力不變，故滑塊經(jīng)最低點 時對軌道的壓力比磁場不存在時大，選項 C 錯誤；由于洛倫茲力始終與運動方向垂直，在任意一點，滑塊經(jīng)過時的速度均與不加磁場時相同，選項 D 正確． 7 所示，套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質(zhì)量為 m，帶電荷量為 q，小球可在棒上滑動，現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且相互垂直的勻強磁場和勻強電場中，設(shè)小球的電荷量不變，小球由靜止下滑的過程中 ( ) 圖 7 A．小球加速度一直增大 B．小球速度一直增大，直到最后勻速 C．棒對小球的彈力一直減小 D．小球所 受洛倫茲力一直增大，直到最后不變 答案 BD 解析 小球由靜止開始下滑，受到向左的洛倫茲力不斷增大．在開始階段，洛倫茲力小于向右的電場力，棒對小球有向左的彈力，隨著洛倫茲力的增大，棒對小球的彈力減小，小球受到的摩擦力減小，所以在豎直方向的重力和摩擦力作用下加速運動的加速度增加． 當(dāng)洛倫茲力等于電場力時，棒對小球沒有彈力，摩擦力隨之消失，小球受到的合力最大，加速度最大． 隨著速度繼續(xù)增大，洛倫茲力大于電場力，棒對小球又產(chǎn)生向右的彈力，隨著速度增大，洛倫茲力增大，棒對小球的彈力增大，小球受到的摩擦力增大，于是小 球在豎直方向受到的合力減小，加速度減小，小球做加速度減小的加速運動，當(dāng)加速度減小為零時，小球的速度不再增大，以此時的速度做勻速運動．綜上所述，選項 B、 D 正確． 8 所示，質(zhì)量為 m 的帶正電小球能沿著豎直的絕緣墻豎直下滑，磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場方向水平，并與小球運動方向垂直．若小球電荷量為 q，球與墻間的動摩擦因數(shù)為 __________，最大加速度為 __________． 圖 8 答案 mgμqB g 解 析 當(dāng)小球剛開始下滑時有最大加速度，即 a＝ g， 當(dāng)小球的加速度為零時有最大速度，即 mg＝ μF， F＝ v＝ mgμqB. m、帶電荷量為＋ q的小球，用一長為 l的絕緣細線懸掛在方向垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為 B，如圖 9所示，用絕緣的方法使小球位于使懸線呈水平的位置 A，然后靜止釋放，小球運動的平面與 B 的方向垂直，求小球第一次和第二次經(jīng)過最低點 C 時懸線的拉力 T1和 T2. 圖 9 答案 3mg－ qB 2gl 3mg＋ qB 2gl 解析 小球由 A 運動到 C 的過程中，洛倫茲力始終與 v 的方向垂直，對小球不做功，只有
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