2019-2020学年教科版选修3-1 第三章 第4节 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力 作业
2019-2020学年教科版选修3-1 第三章 第4节 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力 作业第2页

C.两粒子都带正电,质量比=

D.两粒子都带负电,质量比=

解析:由题意知qa=qb,Eka=Ekb,由Ek=mv2和r=得m=,可见m与半径的平方成正比,故ma∶mb=4∶1,再根据左手定则知粒子应带负电,故B正确.

答案:B

5.如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块(设a、b间无电荷转移),a、b叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F拉b物块,使a、b一起无相对滑动地向左做加速运动,则在加速运动阶段(  )

A.a对b的压力不变

B.a对b的压力变大

C.a、b物块间的摩擦力变大

D.a、b物块间的摩擦力不变

解析:运动过程中a、b整体受总重力、拉力F、向下的洛伦兹力qvB、地面的支持力FN和摩擦力Ff,竖直方向有FN=(ma+mb)g+qvB,水平方向有F-Ff=(ma+mb)a1,Ff=μFN.在加速阶段,v增大,FN增大,Ff增大,加速度a1减小.对a受力分析,a受重力mag、向下的洛伦兹力qvB、b对a向上的支持力FN′、b对a向左的静摩擦力Ff′,竖直方向有FN′=mag+qvB,水平方向有Ff′=maa1.随着v的增大,FN′增大,故a对b的压力增大,选项A错误,B正确;加速度a1减小,所以a、b物块间的摩擦力变小,选项C、D均错误.

答案:B

二、多项选择题

6.电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是(  )

A.只要速度大小相等,所受洛伦兹力就相同

B.如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变

C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直

D.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能不变

解析:因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且还与粒子运动速度的方向有关,如当粒子速度与磁场垂直时F=qvB,当粒子速度与磁场平行时F=0.再者由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,所以A选项错;+q改为-q且速度反向时,所形成的电流方向与原+q运动形成的电流方向相同,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由F=qvB知大小不变,所以B选项正确;因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角,所以C选项错;因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此,洛伦兹力不做功,粒子动能不变,所以D选项正确.

答案:BD

7.如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图.图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹.宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子.当这些粒