- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
运动电荷在磁场中所受的力称为______.通电导线在磁场中所受的______,实际是洛伦兹力的______.由此我们可以推断运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可以根据______判定.
正确答案
洛伦兹力
安培力
宏观表现
左手定则
解析
解:运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力,通电导线在磁场中所受的安培力,实际是洛伦兹力的宏观表现,运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可以根据左手定则判断.
故答案为:洛伦兹力,安培力,宏观表现,左手定则
在地球赤道上,有一束电子束垂直于地球赤道射向地球,此电子束在地磁场的作用下将向哪个方向偏转( )
正确答案
解析
解:地球的磁场由南向北,当带负电的电子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断电子的受力的方向为向西,所以粒子将向西偏转;
故选:C.
如图所示,光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管,试管底部有一带电小球.在水平拉力F作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出,关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、小球能从管口处飞出,说明小球受到指向管口洛伦兹力,根据左手定则判断,小球带正电.故A正确.
B、设管子运动速度为v1,小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动.小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B,q、v1、B均不变,F1不变,则小球沿管子做匀加速直线运动.与平抛运动类似,小球运动的轨迹是一条抛物线.故B正确.
C、洛伦兹力总是与速度垂直,不做功.故C错误.
D、设小球沿管子的分速度大小为v2,则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B,v2增大,则F2增大,而拉力F=F2,则F逐渐增大.故D正确.
本题选择错误的,故选C.
如图所示,质量为m,带电量为q的小物块,从倾角为θ的粗糙绝缘斜面上由静止下滑,斜面与物块间的动摩擦因数为μ,整个斜面处于水平向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,若物块下滑到斜面底端前能飞离斜面,则下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在向下运动的过程速度增大,洛伦兹力增大,支持力减小,摩擦力减小,a=,所以加速度增大.物块做加速度逐渐增大的加速运动.故A错误,B正确.
C、当离开斜面时,f=0,速度最大,加速度最大.此时有qvB=mgcosθ,则最大速度v=.a=
.故C错误,D正确.
故选BD.
如图所示,虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场,两个比荷(
)相同的粒子M和N分,规别从a、b两点沿垂直于磁场边界的方向同时进入磁场,一段时间后都从O点离开磁场.已知
>
,不计粒子重力.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由题意可知,粒子N从b点射入磁场后,根据运动轨迹可知,洛伦兹力方向向下,再由左手定则可知,粒子N带负电,
同理,粒子M从a点射入磁场后,受力洛伦兹力向上,则粒子M带正电,故AB均错误;
C、根据牛顿第二定律,结合洛伦兹力提供向心力,则有:,解得:r=
,因磁场相同,比荷也相同,则半径与速度成正比,故C正确;
D、由运动的周期公式T=,可知,粒子的运动周期相同,它们的圆心角相同,则运动的时间也相同,故D错误;
故选:C.
下列关于洛伦兹力的说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电量为q的电荷,在磁场中受到的洛伦兹力f=qvBsinθ.故A错误;
B、带电粒子的速度方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力.故B正确;
C、带电量为q的电荷,在磁场中受到的洛伦兹力f=qvBsinθ,当电荷相对磁场静止时,v=0,所以电荷不受洛伦兹力.故C正确;
D、洛伦兹力的方向与磁场方向垂直,又与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,不改变速度的大小,只改变速度的方向,故D正确.
本题选择不正确的,故选:A
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B:根据左手定则,洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向,即垂直于磁场方向和速度方向所决定的平面,但是磁场方向与速度方向不一定垂直.
磁场方向与速度方向不垂直时,f=qvBcosθ,θ是v与B的夹角,当夹角是0时,洛伦兹力为0,但磁感应强度不是0,故选项A错误,B错误;
C:由于洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向,所以洛伦兹力只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小,所以不改变粒子动能.故C正确;
D:洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向,所以洛伦兹力只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小.故D错误.
故选C
如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的光滑细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中(不计空气阻力).现让细杆与圆环向下匀速运动.速度的大小为v0.在以后的运动过程中,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由左手定则可知,带电小环在开始向下运动的过程中,受到的洛伦兹力的方向向右,由于沿杆的方向小环只受到向右的洛伦兹力的作用,所以环将产生向右的加速度,向右做加速运动.而小环沿竖直方向的分速度大小不变,当向右的分速度增大时,合速度增大.根据f=qvB可知,小环受到的洛伦兹力随合速度的增大而增大.故A错误,B正确;
C、小环在沿杆的方向只受到洛伦兹力的作用(或洛伦兹力向右的分力),小环的运动既有向下的分速度,又有向右的分速度,所以该力的方向与环的速度方向之间的夹角是锐角,所以洛伦兹力对小环做正功.故C错误,D正确.
故选:BD
如图所示,A、B两绝缘物体叠放在粗糙的水平面上,地面上方存在如图所示的匀强磁场,A物体带有正电荷,现使A、B二物体以初速度v0相对静止地向右运动,则( )
正确答案
解析
解:A带正电荷,根据左手定则可得,A受到的洛伦兹力的方向是向上的,在运动的过程中,由于地面的摩擦力的作用,使物体的运动的速度逐渐的减小,A受到的洛伦兹力也就逐渐的减小,所以A对B的压力逐渐的增加,B对地面的压力也在不断的增加,AB与地面间的摩擦力是滑动摩擦力,根据f=μFN可知,AB与地面间的摩擦力逐渐的增加,整体的加速度也就在不断的增大,对A单独分析可得,AB之间的静摩擦力产生A运动的加速度,所以AB之间的静摩擦力也在不断的增大,所以BC正确,AD错误.
故选BC.
在垂直纸面水平向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,有一固定在水平地面上的光滑半圆槽,一个带电荷量为+q,质量为m的小球在如图中所示位置从静止滚下,小球滚到槽底时对槽底的压力大小等于mg,求:
(1)圆槽轨道的半径R.
(2)小球第二次滚到槽底时对槽底压力的大小.
正确答案
解析
解:(1)设小球滚到槽底时的速度为v,由于小球受到圆槽轨道的支持力和洛伦兹力都不做功,根据机械能守恒定律可得:
mgR=mv2
小球滚到槽底时受到的洛伦兹力的大小为:
F=qvB
根据题意和牛顿第二定律可得:
F+mg-mg=m
联立解得:
R=
(2)小球第二次滚到槽底时速度大小不变,洛仑兹力反向,由牛顿第二定律,有:
解得:
N‘=5mg
答:(1)圆槽轨道的半径R为.
(2)小球第二次滚到槽底时对槽底压力的大小为5mg.
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