- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
如图,一带电塑料小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意可知,当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,因此洛伦兹力向上,与重力平衡,根据左手定则可知,小球带正电,故A错误;
B、设线的长度为L,小球经过最低点时速率为v.根据机械能守恒定律得:mgL(1-cos60°)=mv2,
得到:v=
当小球自左方摆到最低点时,有:qvB-mg=m…①
当小球自右方摆到最低点时,有:F-mg-qvB=m…②
由①+②得:F=2mg+2m=4mg.
因此小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为4mg,故B错误,C正确;
D、由上分析可知,小球无论是向左摆,还是向右摆,只有重力做功,机械能守恒,则摆到最低点动能总相同,故D正确;
故选:CD.
关于安培力和洛伦兹力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当带电粒子沿磁场线运动时,该带电粒子不受洛伦兹力,故A错误.
B、若通电导线平行于磁场方向,则该导线不受安培力,故B错误.
C、洛伦兹力总是垂直于运动电荷的速度方向,故洛伦兹力对运动电荷一定不做功,故C正确;
D、安培力对通电导线可能做功,故D正确.
故选:CD.
如图所示,质量为m,电量为q 的带正电物体,在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动,则( )
正确答案
解析
解:A、B、对物体受力分析,受重力、支持力,洛伦兹力和滑动摩擦力;根据左手定则,洛伦兹力向下,合力向后,物体做减速运动;由于摩擦力f=μ(mg+qvtB),不断减小,加速度不断减小,不是匀变速运动,故物体的速度由v减小到零所用的时间大于.故A错误,B正确.
C、若另加一个电场强度为,方向水平向右的匀强电场,则电场力方向水平向右,不可能做匀速直线运动.故C错误.
D、若另加一个电场强度为,方向竖直向上的匀强电场,电场力F=qE=mg+qvB,支持力为零,故摩擦力为零,物体做匀速直线运动,故D正确;
故选BD.
一个正电荷沿通电螺线管轴线方向射入,如果螺线管诼渐减消,则正电荷将在螺线管中做什么运动.( )
正确答案
解析
解:由于通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线,与正电荷的运动方向平行,则正电荷在磁场中不受洛伦兹力,正电荷重力又不计,则粒子做匀速直线运动,速度大小方向都不变,如果螺线管诼渐减消,但产生的磁场方向依然与正电荷的运动方向平行,正电荷不受洛伦兹力作用,所受合力依然为0,则正电荷依旧做匀速直线运动,故C正确,ABD错误.
故选:C
每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义.假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来,(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地球磁场的作用下,它将( )
正确答案
解析
解:地球的磁场由南向北,当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东,所以粒子将向东偏转,故A正确.
故选:A.
如图是云室中某粒子穿过铅板前后的轨迹,室内匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直纸面向里),铅板上有标度,由此可知此粒子( )
正确答案
解析
解:AB、带电粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得:qvB=,整理得:R=
.
由于粒子穿过铅板后速度v变小,电量q不变,所以粒子运动的半径R减小,从图中可以看出粒子从上向下运动穿过铅板.
粒子的运动方向已知,根据左手定则判断粒带电的正负,将左手掌摊平,让磁力线穿过手掌心,大拇指所指方向为洛伦兹力的方向,则四指指向正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向.所以粒子带负电,故A错误、B正确.
CD、从标尺可以看出,穿过铅板的后,半径为原来的,根据R=
,可知速度为原来的
,则动能为原来的
,故穿过铅板的过程中,粒子损失了
的初动能,故C错误、D正确.
故选:BD.
关于安培力和洛伦兹力,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当带电粒子平行于磁场中运动时,不受洛仑兹力作用,故A正确;
B、磁场中的通电直导线,当磁场与电流垂直时,不受到安培力作用,故B错误;
C、洛伦兹力与运动速度相互垂直,则对运动电荷一定不做功,故C正确;
D、磁场对电流的作用力通常称为安培力,安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力,安培力不一定与运动方向垂直,所以可能做功,也可能不做功,故D错误.
故选:AC.
设运动着的电荷只受磁场的作用,则下述说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、洛伦兹力始终与磁场及电荷的运动方向构成的平面垂直,所以一定与磁场方向垂直,与电荷的正负无关.故A错误;B错误;
C、洛伦兹力始终与磁场及电荷的运动方向构成的平面垂直,所以洛伦兹力始终垂直于速度,因此洛伦兹力不会改变速度大小,故C正确;D错误;
故选:C.
在方向垂直纸面向里的匀强磁场中,电量都为q的三个正、负离子从O点同时沿纸面内不同方向射出,运动轨迹如图,已知ma>mb=mc,磁场足够大,不计离子间的相互作用,可以判定( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则知,c带正电,a、b带负电,故B正确,A错误.
C、根据T=,因为电量相等,ma>mb=mc,可知b、c的周期相等,小于a的周期,则b、c比a先回到O点,故D正确,C错误.
故选:BD
(2015秋•辽源期末)质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于水平方向向里的匀强磁场中,其磁感应强度为B,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上.根据左手定则知,小球带负电.故A正确.
B、小球在运动的过程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力,合外力沿斜面向下,大小为mgsinθ,根据牛顿第二定律知a=gsinθ,小球在离开斜面前做匀加速直线运动.故B正确,C错误.
D、当压力为零时,在垂直于斜面方向上的合力为零,有mgcosθ=qvB,解得.故D错误.
故选:AB.
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