第5節(jié) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力1（2018甘肅省蘭州市）關(guān)于安培力、電場(chǎng)力和洛倫茲力，下列說(shuō)法正確的是A安培力和洛倫茲力的方向均可用左手定則判斷B電荷所受電場(chǎng)力一定與該處電場(chǎng)方向一致，電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場(chǎng)方向垂直C電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力作用，電荷在磁場(chǎng)中一定受洛倫茲力作用D安培力和洛倫茲力本質(zhì)上都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也做功【答案】A 【名師點(diǎn)睛】通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力為安培力，而運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到力為洛倫茲力。它們均屬于磁場(chǎng)力，本質(zhì)上是一種力，方向都由左手定則來(lái)確定，由于洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功。2一電子進(jìn)入如右圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在某一時(shí)刻電子的速度正好是豎直向上，則電子在此時(shí)所受洛倫茲力的方向是 A向左 B向右C垂直紙面向外 D垂直紙面向內(nèi)【答案】D【解析】把磁場(chǎng)分解為與速度反方向和與速度垂直方向，據(jù)左手定則：磁感線穿入手心，四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的相反，拇指指向洛倫茲力方向，可知，與速度反方向的磁場(chǎng)沒有產(chǎn)生洛倫茲力力的作用，與速度垂直方向的磁場(chǎng)產(chǎn)生的洛倫茲力方向垂直紙面向內(nèi)，故D正確，ABC錯(cuò)誤。3（2018云南省通海二中）如圖所示，有一帶正電的小球在光滑、絕緣的大球面內(nèi)小幅度地來(lái)回滑動(dòng)，現(xiàn)在空間加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若小球始終未離開球面，則 A洛倫茲力對(duì)小球不做功B洛倫茲力對(duì)小球做功C洛倫茲力不影響小球的振動(dòng)周期D洛倫茲力只改變小球的速度方向，不改變小球的速度大小【答案】ACD 4（2018福建省福州市八縣一中高二聯(lián)考）如圖所示，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，下列帶電粒子所受洛倫茲力的大小和方向正確的是 A圖（1）為，方向與v垂直斜向上B圖（2）為，方向與v垂直斜向下C圖（3）為，方向垂直紙面向外D圖（4）為，方向垂直紙面向里【答案】AD【解析】圖（1）中根據(jù)左手定則可知洛倫茲力方向應(yīng)該垂直運(yùn)動(dòng)方向斜向上；大小為Bqv，故A正確；圖（2）中為負(fù)電荷，其受力方向垂直于運(yùn)動(dòng)方向向左上方；大小為Bqv，故B錯(cuò)誤；圖（3）中速度方向與磁場(chǎng)方向平行，不受洛侖茲力，故C錯(cuò)誤；圖（4）中將速度分解為水平和豎直方向，則豎直分速度受洛侖茲力，大小為，方向垂直于紙面向里，故D正確。【名師點(diǎn)睛】本題考查了左手定則的直接應(yīng)用，根據(jù)左手定則即可正確判斷磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)方向、洛倫茲力三者之間的關(guān)系，特別注意的是四指指向和正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同和負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反。同時(shí)注意判斷幾何關(guān)系的判斷，特別是平行的判斷。5電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是A速率越大，周期越大B速率越小，周期越大C速度方向與磁場(chǎng)方向平行D速度方向與磁場(chǎng)方向垂直【答案】D 6（2018廣西南寧市馬山縣高二期中）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿水平方向垂直紙面向里，正、負(fù)粒子以相同的速度沿水平方向垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，不計(jì)粒子間相互作用力，下列說(shuō)法正確的是 A正粒子所受洛倫茲力方向向上B正粒子所受洛倫茲力方向向下C負(fù)粒子所受洛倫茲力方向向上D負(fù)粒子所受洛倫茲力方向向下【答案】AD【解析】磁場(chǎng)的方向向里，正電荷運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方向是相同的，方向向右，由左手定則可知，正電荷受到的洛倫茲力的方向平行于紙面向上。故A正確，B錯(cuò)誤。磁場(chǎng)的方向向里，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向與電流的方向是相反的，所以負(fù)電荷的等效電流方向向左，由左手定則可知，負(fù)電荷受到的洛倫茲力的方向平行于紙面向下。故C錯(cuò)誤，D正確。7關(guān)于帶電粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的表述，以下正確的是A帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力方向與粒子的速度方向垂直B帶電粒子在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受到的洛倫茲力方向與該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向相同C帶電粒子在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同D正電荷只在電場(chǎng)力作用下，一定從高電勢(shì)處向低電勢(shì)處運(yùn)動(dòng)【答案】A 8（2018四川省樂山市高三第三次調(diào)查研究）如圖所示，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中，O為M、N連線中點(diǎn)，連線上a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，導(dǎo)線通有大小相等、方向相反的電流I。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，式中k是常數(shù)，I是導(dǎo)線中的電流，r為點(diǎn)到導(dǎo)線的距離，一帶正電的小球（圖中未畫出）以初速度v0從a點(diǎn)出發(fā)沿連線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。關(guān)于上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是 A小球先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)B小球一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)C小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小D小球?qū)ψ烂娴膲毫σ恢痹谠龃蟆敬鸢浮緽C【解析】根據(jù)右手螺旋定則及矢量合成法則，可知直線MN處的磁場(chǎng)方向垂直于MN向里，磁場(chǎng)大小先減小后增大，根據(jù)左手定則可知，帶正電的小球受到的洛倫茲力豎直向上，根據(jù)F=qvB可知，洛倫茲力是先減小后增大，由此可知，小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，小球?qū)ψ烂娴膲毫ο仍龃蠛鬁p小，故AD錯(cuò)誤，BC正確。9如圖所示，帶等量異種電荷的平行板之間，存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是曲線的最低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說(shuō)法正確的是 A這個(gè)粒子帶正電荷BA點(diǎn)和B點(diǎn)必定位于同一水平面上C在C點(diǎn)洛倫茲力大于電場(chǎng)力D粒子達(dá)到B點(diǎn)后將沿曲線返回A點(diǎn)【答案】ABC 10（2018安徽省六安二中河西校區(qū)高二抽考）用霍爾效應(yīng)測(cè)試半導(dǎo)體是電子型還是空穴型，研究半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度的變化等。在霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，ab寬為1cm，ad長(zhǎng)為4 cm，ae厚為的導(dǎo)體，沿ad方向通有3 A的電流，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向里穿過(guò)前表面abcd時(shí)，產(chǎn)生了的霍爾電壓。已知導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的自由電荷是電子，則下列說(shuō)法正確的是 A在導(dǎo)體的前表面聚集自由電子，電子定向移動(dòng)的速率B在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子，電子定向移動(dòng)的速率C在其它條件不變的情況下，增大ad的長(zhǎng)度，可增大霍爾電壓D每立方米的自由電子數(shù)為個(gè)【答案】BD【解析】根據(jù)左手定則可得，載流子受力的方向向上，所以向上運(yùn)動(dòng)，聚集在上極板上。所以在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子。穩(wěn)定時(shí)載流子，在沿寬度方向上受到的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力平衡；解得，故A錯(cuò)誤，B正確；穩(wěn)定時(shí)載流子，在沿寬度方向上受到的磁場(chǎng)力和電場(chǎng)力平衡，所以在其它條件不變的情況下，增大ab的長(zhǎng)度，可增大霍爾電壓。故C錯(cuò)誤；根據(jù)電流的微觀表達(dá)式得，I=nqSv；則單位體積內(nèi)的載流子個(gè)數(shù)個(gè)。故D正確。11如圖所示，導(dǎo)電的霍爾元件位于兩串聯(lián)線圈之間，線圈中電流為I，線圈間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與I成正比，方向垂直于霍爾元件的兩側(cè)面，此時(shí)通過(guò)霍爾元件的電流為IH，與其前后表面相連的電壓表測(cè)出的霍爾電壓UH滿足，式中k為霍爾系數(shù)，d為霍爾元件兩側(cè)面間的距離。電阻R遠(yuǎn)大于RL，霍爾元件的電阻可以忽略，則 A霍爾元件前表面的電勢(shì)低于后表面B若電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，電壓表將反偏CIH與I成正比D電壓表的示數(shù)與RL消耗的電功率成正比【答案】CD 12（2018山東省煙臺(tái)市高三模擬）如圖所示，一個(gè)粗糙且足夠長(zhǎng)的斜面體靜止于水平面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m、帶電荷量為+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑，在滑塊下滑的過(guò)程中，斜面體靜止不動(dòng)。下列判斷正確的是 A滑塊受到的摩擦力逐漸增大B滑塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C滑塊最終要離開斜面D滑塊最終可能靜止于斜面上【答案】C 13（2018四川省南充高級(jí)中學(xué)高三考前模擬）如圖，有3塊水平放置的長(zhǎng)薄金屬板a、b和c，a、b之間相距為L(zhǎng)。緊貼b板下表面豎直放置半徑為R的半圓形塑料細(xì)管，兩管口正好位于小孔M、N處。板a與b、b與c之間接有電壓可調(diào)的直流電源，板b與c間還存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)體積為V0、密度為、電荷量為q的帶負(fù)電油滴，等間隔地以速率v0從a板上的小孔豎直向下射入，調(diào)節(jié)板間電壓Uba和Ubc，當(dāng)Uba=U1、Ubc=U2時(shí)，油滴穿過(guò)b板M孔進(jìn)入細(xì)管，恰能與細(xì)管無(wú)接觸地從N孔射出。忽略小孔和細(xì)管對(duì)電場(chǎng)的影響，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。求： （1）油滴進(jìn)入M孔時(shí)的速度v1；（2）b、c兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；【答案】（1） （2） （2）油滴進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域，恰與細(xì)管無(wú)接觸地從N孔射出，須電場(chǎng)力與重力平衡，有：mg=qE得：油滴在半圓形細(xì)管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，有：qv1B=m得：B=。