磁场对运动电荷的作用_章节学习

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题型：填空题

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填空题

质子（H）和α粒子（He）以相同速度垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子所受的洛伦兹力之比为______，轨道半径之比为______．

正确答案

1：2

解析

解：质子（11H）和α粒子（24He）的质量比为1：4，电量之比为1：2．根据F=qvB得，洛伦兹力之比为1：2．

由，知r=．半径之比为1：2．

故答案为：1：2，1：2．

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题型：简答题

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简答题

质子的速率v=3.0×106m/s，垂直射入B=0.1T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力有多大？方向如何？（每个质子的电荷量为1.6×10-19C）

正确答案

解析

解：根据F=qvB得，F=1.6×10-19×3×106×0.1N=4.8×10-14N．

根据左手定则可知，洛伦兹力的方向竖直向上；

答：受到的洛伦兹力4.8×10-14N，方向是竖直向上．

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题型：单选题

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单选题

一个带正电的小球以速度v0沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，飞离桌面边缘后，通过匀强磁场区域，落在地板上，磁场方向垂直于纸面向里（如图所示），其水平射程为s1，落地速度为v1，撤去磁场后，其他条件不变，水平射程为s2，落地速度为v2，则（　　）

As1=s2

Bs1＜s2

Cv1=v2

Dv1＞v2

正确答案

C

解析

解：A、B、有磁场时，小球下落过程中要受重力和洛仑兹力共同作用，重力方向竖直向下，大小方向都不变；洛仑兹力的大小和方向都随速度的变化而变化，但在能落到地面的前提下洛仑兹力的方向跟速度方向垂直，总是指向右上方某个方向，其水平分力fx水平向右，竖直分力fy竖直向上．

如图所示，竖直方向的加速度仍向下，但小于重力加速度g，从而使运动时间比撤去磁场后要长，即t1＞t2，所以，

小球水平方向也将加速运动，从而使水平距离比撤去磁场后要大，即s1＞s2，故AB均错误；

C、D、在有磁场，重力和洛仑兹力共同作用时，其洛仑兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直，不对粒子做功，不改变粒子的动能，有磁场和无磁场都只有重力作功，动能的增加是相同的．有磁场和无磁场，小球落地时速度方向并不相同，但速度的大小是相等的，故C正确、D错误．

故选：C．

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题型：单选题

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单选题

如图所示，固定小球Q1、Q2带等量正电荷，其连线水平且联有一光滑绝缘杆，杆上套一带正电的小球，杆所在的区域存在一水平匀强磁场，方向如图所示，小球重力不计．现将小球从图示位置由静止开始释放，在小球此后运动过程中，下列说法中正确的是（　　）

A小球所受的洛伦兹力大小不断变化，但方向始终不变

B小球的加速度大小不断变化，但方向始终不变

C小球速度一直增大

D小球在连杆上做往复运动

正确答案

D

解析

解：A、小球在水平方向上受到两个库仑力作用，在竖直方向上受洛伦兹力和杆子对球的弹力．根据受力情况知，小球向左先加速后减速到0．然后又返回．加速度的大小在变，速度的大小和方向都在变，知洛伦兹力的大小和方向都变化．故A错误，B错误，C错误．

D、小球向左先加速后减速到0．然后又返回，小球在连杆上做往复运动．故D正确．

故选：D．

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题型：单选题

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单选题

如图表示运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力F的方向，其中正确的是（　　）

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解：A、根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向向下，故A正确；

B、带电粒子运动方向与磁场平行，不受洛伦兹力，故B错误

C、根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向向下，故C错误；

D、根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向垂直于纸面向外，故D错误

故选：A

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题型：多选题

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多选题

如图所示，在直角三角形ABC内分布着磁感应强度B=4×10-4T的匀强磁场，磁场方向垂直三角形所在平面向外．在AB边上的D点有一粒子源向磁场区域内以不同的速率发射比荷=2.5×105C/kg的带正电的粒子，粒子的发射速度均垂直于AB边，已知AB=3cm，AD=cm，∠A=，下列说法正确的是（　　）

A速率v＞m/s的粒子一定从AC边射出

B速率v＜m/s的粒子可能从AD之间射出

C速率v＜m/s的粒子可能从 BC边射出

D速率v＜m/s的粒子一定从DB之间射出

正确答案

A,D

解析

解：如图粒子刚好从AC射出时，由几何关系可知

R=OM=cm

洛伦兹力提供向心力，qvB=

解得v=m/s

故速率v＞m/s的粒子一定从AC边射出，速率v＜m/s的粒子一定从DB之间射出

故选：AD

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题型：填空题

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填空题

如图所示，通电导线上方带电粒子偏转方向，从左向右依次是______、______、______、______；下方带电粒子的电性，依次是______、______、______、______．

正确答案

向下

向左

右下方

右上方

正电荷

负电荷

正电荷

负电荷

解析

解：由安培定则可知，电流的方向向左，则电流上方的磁场的方向向里，电流下方的磁场的方向向外；

根据左手定则可知，通电导线上方带电粒子偏转方向，从左向右依次是向下、向左、右下方、右上方；

下方带电粒子的电性，依次是：正电荷、负电荷、正电荷、负电荷．

故答案为：向下，向左，右下方，右上方；正电荷，负电荷，正电荷，负电荷

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题型：填空题

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填空题

如图所示，质量为m的带正电的小球能沿着竖直墙竖直滑下，磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平并与小球运动方向垂直，若小球带正电量q，球与墙面的动摩擦因数为μ，则小球下落的最大速度为______．

正确答案

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；

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：

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题型：单选题

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单选题

（2015秋•衡水校级月考）如图所示，竖直放置通电导线，通向上方的电流，现从通电导线右侧向左飞入一带正电离子（不计重力），如图能描述带电离子运动轨迹的是（　　）

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解：通电导线产生的磁场以导线为中心形成闭合的曲线，在导线右侧磁场垂直于纸面向里，离导线越远，磁场越弱，根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，且增大，曲率半径减小，故B正确

故选：B

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题型：简答题

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简答题

如图所示，一带负电的粒子垂直磁场方向射入匀强磁场，作出该粒子所受的洛伦兹力方向．

正确答案

解析

解：粒子带负电，向右移动，根据左手定则，洛伦兹力向下，故带电粒子向下偏转且做圆周运动；

答：如图所示．

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