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微型专题7　洛伦兹力作用下的实例分析

选择题

考点一　速度选择器

1．(多选)(2018·*_**如图1所示，在图中虚线所围区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．已知从左方水平射入的电子，穿过此区域时未发生偏转．电子重力忽略不计，则在此区域中的E和B的方向可能是(　　)

图1

A．E竖直向下，B垂直纸面向外

B．E竖直向上，B垂直纸面向里

C．E竖直向上，B垂直纸面向外

D．E、B都沿水平方向，并与电子运行方向相同

答案　CD

解析　若E竖直向下，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向上，而洛伦兹力由左手定则可得方向竖直向上，两个力方向相同，电子穿过此区域会发生偏转，故A错误；若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则有电场力方向竖直向下，而洛伦兹力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动，故B错误；若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向下，而洛伦兹力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转，故C正确；若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则有电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受洛伦兹力，因此穿过此区域不会发生偏转，故D正确．

2．(2018·XX中学高二上期中)如图2所示，水平放置的两块带电平行金属板，板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场．假设电场、磁场只存在于两板间．一个带正电的粒子，以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于某某、磁场的方向射入极板间，恰好做匀速直线运动．不计粒子的重力及空气阻力，则(　　)

图2

A．板间所加的匀强磁场B＝，方向垂直于纸面向里

B．若粒子电荷量加倍，将会向下偏转

C．若粒子从极板的右侧射入，一定沿直线运动

D．若粒子带负电，其他条件不变，将向上偏转

答案　A

解析　因为粒子做匀速直线运动，故它受到的电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反，粒子带正电，电场力的方向竖直向下，故洛伦兹力的方向竖直向上，根据左手定则判断出磁场的方向是垂直纸面向里的，因为Eq＝Bqv0，故B＝，所以选项A正确；若粒子电荷量加倍，将仍然做匀速直线运动，选项B错误；若粒子从极板的右侧射入，电场力方向竖直向下，洛伦兹力方向竖直向下，故它受到的力不平衡，所以它一定不会沿直线运动，选项C错误；若粒子带负电，其他条件不变，将仍做匀速直线运动，选项D错误．

3．(多选)如图3所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直．一带电荷量为＋q、质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入，粒子恰好沿直线穿过，则下列说法正确的是(　　)

图3

A．若带电粒子带电荷量为＋2q，粒子将向下偏转

B．若带电粒子带电荷量为－2q，粒子仍能沿直线穿过

C．若带电粒子速度为2v，粒子不与极板相碰，则从右侧射出时电势能一定增加

D．若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过

答案　BC

解析　粒子恰好沿直线穿过，电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反，粒子做匀速直线运动，根据平衡条件有：qvB＝qE，解得：v＝，只要粒子速度为，就能沿直线匀速通过速度选择器，故A错误，B正确；若带电粒子速度为2v，电场力不变，洛伦兹力变为原来的2倍，将会偏转，克服电场力做功，电势能增加，故C正确；若带电粒子从右侧水平射入，电场力方向不变，洛伦兹力方向反向，故粒子一定偏转，故D错误．

4.(多选)(2018·*_**如图4所示，在带电的两平行金属板间有相互垂直的 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是(　　)

图7

A．前侧面电势较高

B．后侧面电势较高

C．磁感应强度的大小为

D．磁感应强度的大小为

答案　BC

解析　电子定向移动的方向沿x轴负方向，所以电子向前侧面偏转，则前侧面带负电，后侧面失去电子带正电，后侧面的电势较高，使得前后两侧面间产生电势差，当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，前后两侧面间产生恒定的电势差，则可得＝Bev，q＝n(abvt)e，I＝＝nevab，联立以上几式解得磁场的磁感应强度：B＝，故B、C正确，A、D错误.

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