- 磁场对运动电荷的作用
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电子以4×106m/s的速率垂直射入磁感应强度0.5T的匀强磁场中,受到的磁场力为______N.如电子射入磁场时速度v与B的方向间夹角是180°,则电子受的磁场力为______N.
正确答案
3.2×10-13
0
解析
解:v垂直于磁场方向时,洛伦兹力F=qvB=1.6×10-19×4×106×0.5N=3.2×10-13N.当v与B的方向间的夹角是l80°,则电子所受的磁场力为0.
故答案为:3.2×10-13,0.
如图所示,质量为m的带正电小球套在竖直的绝缘杆上并能沿杆竖直下滑,匀强磁场的磁感应强度大小为B方向水平,并与小球运动方向垂直.若小球的电荷量为q,球与杆间的动摩擦因数为µ,设竖直绝缘杆足够长,则小球由静止释放后的最大加速度am=______,下滑的最大速度vm=______.
正确答案
g
解析
解:小球受重力、洛伦兹力、支持力和向上的滑动摩擦力,由于速度不断变大,洛伦兹力不断变大,支持力变大,故滑动摩擦力变大,合力减小,物体做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度最大;
速度为零时,洛伦兹力为零,故物体只受重力,加速度最大,为g;
物体最终以最大速度做匀速直线运动,有:
水平方向:N=qvB
竖直方向:mg-f=0
其中:f=μN
解得:v=
故答案为:g,.
某空间存在着如图甲所示的足够大的、沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘.在t1=0时刻,水平恒力F作用在物块B上由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、物体由静止做匀加速运动,速度v=at;故洛伦兹力:F=qvB=qBat,洛伦兹力大小随时间t变化的应过原点.故A错误;
B、物块A对物块B的摩擦力大小f=mAa,所以f随时间t的变化保持不变,故B错误.
C、A受的支持力:NA=mAg+qvB=mAg+qBat,则图中y表示压力的大小,故C正确.
D、对整体分析,B对地面压力大小随时间t变化的关系NB=mAg+mBg+qvB=mAg+mBg+qBat,因此图中y也可表示压力的大小,故D正确.
故选:CD.
下面各图中给出的是一个电子以速度v沿垂直于磁场方向射入磁场后,电子所受洛仑兹力、电子速度方向和磁场方向三个物理量的方向,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则可知A图中电子受到的洛伦兹力方向向下.故A正确;
B、根据左手定则可知图B洛伦兹力斜向下.故B错误;
C、根据左手定则可知洛伦兹力的方向向左.故C错误;
D、根据左手定则可知洛伦兹力的方向斜向左上方,故D错误.
故选:A.
在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径,整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直,现给带电体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )
正确答案
解析
解:(1)当qv0B=mg时,圆环不受支持力和摩擦力,摩擦力做功为零,故A正确.
(2)当qv0B<mg时,圆环做减速运动到静止,只有摩擦力做功.根据动能定理得
-W=0-mv02 得W=
mv02 故C正确.
(3)当qv0B>mg时,圆环先做减速运动,当qvB=mg,即当qvB=mg,v=时,不受摩擦力,做匀速直线运动.
根据动能定理得:-W=mv2-
mv02,代入解得:W=
mv02-
故D正确.
故选ACD.
真空中有两根足够长直导线ab、cd平行放置,通有恒定电流I1、I2、导线ab的电流方向如图.在两导线所在的平面内,一带电粒子由P运动到Q,轨迹如图中PNQ所示,NQ为直线,重力忽略不计.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据粒子运动的轨迹可知,粒子从N到Q必定做匀速直线运动,所受合力为零,说明NQ所在的直线磁感应强度为零,故cd中的电流I2产生的磁场必定与ab中的电流I1产生磁场方向(由安培定则可判断I1产生的磁场垂直于纸面向外)相反,即垂直纸面向里,再由安培定则可知I2中的电流由c到d,故可判断C选项正确;又电流I1和I2分别产生的磁场等大反向的位置在两导线之间中线的左侧,故可知导线cd电流I2大于导线ab电流I1,可判断D选项错误;粒子在P点时,合磁场的方向向里,由左手定则可知粒子带负电,故可判断A选项错误;粒子运动过程,由P到N只受洛伦兹力,由N到Q不受力,且洛伦兹力不做功,故粒子从P到Q的过程中动能不变,可判断B选项错误.
故选:C.
(2015秋•温州月考)如图所示,“观察阴极射线在磁场中的偏转”实验中,当条形磁铁一端从后方垂直屏幕靠近阴极射线管,图中从左向右运动的电子向上偏转,对该实验,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、如果电子束向上偏转,电子从左向右运动,电流方向从右到左,由左手定则可知,磁场方向应该垂直向外,N极靠近阴极射线管,故BCD错误,A正确;
故选:A
关于运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电粒子要在磁场中运动,并且速度方向与磁场方向不在同一直线上才受到洛伦兹力,故A错误.
B、洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力,只有带电粒子运动方向与磁场方向不平行时才有洛伦兹力,因此该点的磁感应强度不一定为零,故B错误.
C、根据洛伦兹力产生条件,可知,运动电荷受到洛仑兹力时,电荷的运动方向与磁场方向一定不平行,故C正确.
D、由左手定则可知,洛伦兹力总垂直速度,因此洛仑兹力不改变带电粒子的速度大小,但改变速度的方向,故D错误.
故选:C.
一段电流元放在同一匀强磁场中的四个位置,如下图所示,已知电流元的电流I、长度L和受力F,则可以用表示磁感应强度B的是( )
正确答案
解析
解:磁感应强度的定义:让一小段元电流垂直放入磁场中.它受到的安培力与电流和导线长度乘积的比值.定义式:中首先说明的是让一小段元电流垂直放入磁场中.故AC正确,BD选项不符合定义的条件.故BD错误.
故选:AC
磁场对运动电荷的作用力叫______,其方向用______定则判断.
正确答案
洛伦兹力
左手
解析
解:磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力,洛伦兹力的方向根据左手定则.
故答案为:洛伦兹力;左手
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