2023年高考物理精品讲练系列学案洛伦兹力doc高中物理.docx

2023高考物理精品讲练系列学案：洛伦兹力 要点一 洛伦兹力 即学即用 1.如下列图,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中,轨道两端在同一高度上, 两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放,在运动中都能通过各自轨道的最低点M、N,那么（ ） A.两小球每次到达轨道最低点时的速度都有vN>vM B.两小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力都有FN>FM C.小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同 D.小球b能到达轨道的最右端,小球a不能到达轨道的最右端 答案 AD 要点二 带电粒子在磁场中运动 即学即用 2.质子（H）和α粒子（He）从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动,那么这两粒子的动能之比Ek1∶Ek2= ,轨道半径之比r1∶r2= ,周期之比T1∶T2= . 答案 1∶2 1∶ 1∶2 题型1 带电体在洛伦兹力作用下的运动问题 【例1】一个带正电荷的小球沿光滑水平绝缘的桌面向右运动,速度的方向垂直于一个水平方向的匀强磁场,如下列图,飞离桌子边缘落到地板上.设其飞行时间为t1,水平射程为s1,着地速度大小为v1;假设撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t2,水平射程为s2,着地速度大小为v2,那么 （ ） A.s1>s2 B.t1>t2 C.v1>v2 D.v1=v2 答案 ABD 题型2 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 【例2】在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如下列图.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场,恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出. （1）请判断该粒子带何种电荷,并求出其荷质比. （2）假设磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少 答案 （1）负电 （2） 题型3 情景建模 【例3】图是某装置的垂直截面图,虚线A1A2是垂直截面与磁场区域边界面的交线,匀强磁场分布在A1A2的右侧区域,磁感应强度B=0.4 T,方向垂直纸面向外,A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45°.在A1A2左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置,它们与竖直截面交线分别为S1、S2,相距L=0.2 m.在薄板上P处开一小孔,P与A1A2线上点D的水平距离为L.在小孔处装一个电子快门.起初快门开启,一旦有带正电微粒刚通过小孔,快门立即关闭,此后每隔T=3.0×10-3 s开启一次并瞬间关闭.从S1S2之间的某一位置水平发射一速度为v0的带正电微粒,它经过磁场区域后入射到P处小孔.通过小孔的微粒与挡板发生碰撞而反弹,反弹速度大小是碰前的0.5倍. （1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒,其初速度v0应为多少 （2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间.（忽略微粒所受重力影响,碰撞过程无电荷转移,微粒的荷质比=1.0×103 C/kg,只考虑纸面上带电微粒的运动）. 答案 （1）100 m/s （2）2.8×10-2 s 1.在如下列图的三维空间中,存在方向未知的匀强磁场.一电子从坐标原点出发,沿x轴正方 向运动时方向不变;沿y轴正方向运动时,受到沿z轴负方向的洛伦兹力作用.那么当电子从 O点沿z轴正方向出发时 （ ） A.磁场方向沿x轴正方向 B.电子在O点所受洛伦兹力沿y轴正方向 C.出发后在xOz平面内,沿逆时针方向做匀速圆周运动 D.出发后在yOz平面内,沿顺时针方向做匀速圆周运动 答案 BD 2.（2023·丰城模拟）如下列图,一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底 时的速度为v,假设加上一个垂直纸面向外的磁场,那么滑到底端时 （ ） A.v变大 B.v变小 C.v不变 D.不能确定 答案 B 3.如下列图,下端封闭、上端开口,高h=5 m、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一质量m=10 g、电荷量q=0.2 C的小球.整个装置以v=5 m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端管口飞出.取g=10 m/s2.求: （1）小球的带电性. （2）小球在管中运动的时间. （3）小球在管内运动过程中增加的机械能. 答案 （1）带正电 （2）1 s （3）1 J 4.如下列图,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10 T,磁场区域半径r= m,左侧区圆心为O1,磁场向里,右侧区圆心为O2,磁场向外,两区域切点为C.今有质量m=3.2×10-26 kg、带电荷量q=1.6×10-19 C的某种离子,从左侧区边缘的A点以速度v=106 m/s正对O1的方向垂直射入磁场,它将穿越C点后再从右侧区穿出.求: （1）该离子通过两磁场区域所用的时间. （2）离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离多大（侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离）. 答案 （1）4.19×10-6 s （2）2 m