人教版高中物理选修3-13.5洛伦兹力的大小计算及方向的判断名师精编作业

（答题时间：30分钟）1. 关于电荷所受洛仑兹力和电场力，正确的说法是（）A. 电荷在磁场中一定受洛仑兹力作用B. 电荷在电场中一定受电场力作用C. 电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致D. 电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反2. 如图所示，重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场，对该带电粒子进入磁场后的运动情况，以下判断正确的是（）A. 粒子向上偏转B. 粒子向下偏转C. 粒子不偏转D. 粒子很快停止运动3. 如图甲，将一带电物块无初速度地放上皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F 的过程中，其v t 图象如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5 s，关于带电物块及其运动过程的说法正确的是（）A. 该物块带负电B. 皮带轮的传动速度大小一定为lm／sC. 若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移D. 在2s～4.5s内，物块与皮带仍可能有相对运动4. 如图所示，空间内有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m=0.1 kg、带正电q = 0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，现对木板施加方向水平向左，大小为F=0.6 N的恒力，g取10 m/s2，则滑块（）A. 开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动B. 一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动，直到滑块飞离木板为止C. 速度为6m/s时，滑块开始减速D. 最终做速度为10m/s的匀速运动5. 如图所示，套在很长的绝缘直棒上的圆环，质量为1.0×10-4 kg，带4.0×10-4 C的正电荷，圆环在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E＝10 N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，方向为垂直于纸面向里，圆环与棒间的动摩擦因数为μ＝0.2（设圆环在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10 m/s2），则下列说法正确的是（）A. 圆环由静止沿棒竖直下落的最大加速度为10m/s2B. 圆环由静止沿棒竖直下落的最大速度为2m/sC. 若磁场的方向反向，其余条件不变，圆环由静止沿棒竖直下落的最大加速度为5m/s2D. 若磁场的方向反向，其余条件不变，圆环由静止沿棒竖直下落的最大速度为45m/s6. 如图所示，界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场B和匀强电场E，在PQ上方有一个带正电的小球A自O由静止开始下落，穿过电场和磁场到达地面。

设空气阻力不计，下列说法中正确的是（）A. 在复合场中，小球做匀变速曲线运动B. 在复合场中，小球下落过程中的电势能增加C. 小球从由静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和D. 若其他条件不变，仅增大磁感应强度，小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变7. 如图所示为一个质量为m带电量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力所做的功可能为（）A. 0B. 20mv 21C. 2223B q 2g mD. )B q g m v (m 21222220 8. 如图，绝缘粗糙的竖直平面MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E ，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B 。

一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小滑块从A 点由静止开始沿MN 下滑，到达C 点时离开MN 做曲线运动。

A 、C 两点间距离为h ，重力加速度为g 。

（1）求小滑块运动到C 点时的速度大小v c ；（2）求小滑块从A 点运动到C 点过程中克服摩擦力做的功W f ；（3）若D 点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D 点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P 点。

已知小滑块在D 点时的速度大小为v D ，从D 点运动到P 点的时间为t ，求小滑块运动到P 点时速度的大小v p 。

1. B 解析：运动电荷在速度方向不与磁场方向平行时才受到洛仑兹力作用，选项A 错误；电荷在电场中一定受电场力作用，选项B 正确；正电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致，选项C 错误；负电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反，选项D 错误；故选B 。

2. A 解析：由左手定则可知，带正电粒子水平向右进入匀强磁场后，受向上的洛伦兹力作用，故粒子向上偏转，选项A 正确。

3. D 解析：因开始时小物块做加速度减小的加速运动，则物块所受的摩擦力逐渐减小，物块对皮带的正压力逐渐减小，说明洛伦兹力垂直皮带向上，由左手定则可知，物块带正电，选项A 错误；物块向上运动的过程中，洛伦兹力越来越大，则受到的支持力越来越小，摩擦力越来越小，物块的加速度也越来越小，当加速度等于0时，物块达到最大速度，此时：mgsinθ=μ（mgcosθ-f 洛），由此式可知，只要传送带的速度大于等于1m/s ，则物块达到最大速度的条件与传送带的速度无关，所以传送带的速度可能等于是1m/s ，也可能是大于1m/s ，物块可能相对于传送带静止，也可能相对于传送带不静止，故B 错误，D 正确；由以上的分析可知，传送带的速度不能判断，所以若已知皮带的长度，也不能求出该过程中物块与皮带发生的相对位移，故C 错误，故选D 。

4. AD 解析：因为滑块带正电，由左手定则可知：滑块向左运动时所受洛仑兹力竖直向上，滑块与绝缘木板在拉力作用下一起向左匀加速运动，mM F a +=，当速度满足mM F mqvB mg +=-)(μ时，滑块与木板开始滑动，此后滑块与木板间的弹力变小，则摩擦力变小，所以滑块加速度减小，当速度满足qvB mg =时，滑块与木板分离，此后做匀速运动，所以A 正确、B 、C 均错误。

所以加速度恒定，由qvB mg =可知：s m qB mg v /105.02.01=⨯==，所以D 正确。

5. D 解析：A. 对圆环下滑过程受力分析，受到重力，向右的洛伦兹力，向右的电场力，向左的弹力，向上的摩擦力；开始圆环向下做加速运动时，速度增大，洛伦兹力增大，圆环所受杆的弹力大小为N F qE qvB =+，N F 随着v 的增大而增大，滑动摩擦力N f F μ=也增大，由牛顿第二定律=F mg f ma -=合，加速度a 减小；故0v =时，加速度最大，为22m/s mg qE a mμ-==，故选项A 错误。

B. 当加速度等于零时，即重力等于摩擦力，此时圆环速度达到最大，则有()m mg qE qv B μ=+，解得5m/s m mg qE v qBμμ-==，故选项B 错误。

C. 当磁场反向时，洛伦兹力和电场力反向，N F qE qvB =-，摩擦力不断减小，当0f =时，加速度最大为210m/s g =，故选项C 错误。

D. 当磁场反向时，当0a =时速度最大，即()m mg qv B qE μ=-，解得45m/s m mg qE v qBμμ+==，选项D 正确。

故选D 。

6. C 解析：A. 小球进入复合场后，受竖直向下的重力mg 、水平向右的电场力qE 、水平向右的洛伦兹力qvB ，初速度竖直向下，合力必不沿竖直方向，故粒子做曲线运动，运动过程中洛伦兹力的大小时刻变化，故合力将会改变，小球做变加速曲线运动，故A 错误。

B. 下落过程中，电场力做正功，由P W E =-∆电知，电势能减小，故B 错误。

C. 小球从静止开始下落到水平地面的过程中，洛伦兹力不做功，由动能定理+G k W W E =∆电知，小球落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和，故C 正确。

D. 增大磁感应强度后，将改变洛伦兹力的大小，进而影响粒子的落点发生变化，电场力做功将会改变，落地时动能将会不同，故D 错误；故选C 。

7. ABD 解析：圆环向右运动的过程中受到重力、洛伦兹力、支持力（可能无）、摩擦力（可能无），根据圆环初速度的情况，分析洛伦兹力与重力大小关系可知圆环可能做匀速直线运动，可能减速运动到静止，也可能先减速后匀速运动，分类讨论即可求解。

当qv 0B=mg 时，圆环不受支持力和摩擦力，故A 正确。

当qv 0B ＜mg 时，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功，根据动能定理得﹣W=0﹣12mv 2即W=12mv 2，故B 正确。

当qv 0B ＞mg 时，圆环先做减速运动，当qvB=mg 时，不受摩擦力，做匀速直线运动，当qvB=mg 时得v=mg qB ，根据动能定理得﹣W=12mv 2－12mv 02解得 W=12m （v 02－2222m g q B），故C 错误，D 正确。

8. 解：（1）由题意知，根据左手定则可判断，滑块在下滑的过程中受水平向左的洛伦兹力，当洛伦兹力等于电场力qE 时滑块离开MN 开始做曲线运动，即Bqv=qE解得：v=E/B ；（2）从A 到C 根据动能定理：0212-=-mv W mgh f 解得：2221BE m mgh W f -=； （3）设重力与电场力的合力为F ，由图可知，在D 点速度v D 的方向与F 的方向垂直，从D 到P 做类平抛运动，在F 方向做匀加速运动a=F/m ，t 时间内在F 方向的位移为221at x = 从D 到P ，根据动能定理：222121D p mv mv Fx -=，其中()()22qE mg F += 联立解得：()()22222D p v t m qE mg v ++=。