- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
如图所示,一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上,整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中,现使滑环获得向右的初速度,滑环在杆上的运动情况可能是( )
正确答案
解析
解:A、给滑环套一个初速度,将受到向上的洛伦兹力,若洛伦兹力等于物体的重力,滑环将做匀速直线运动.故A正确.
B、滑环在水平方向上受到摩擦力,不可能加速运动.故B错误.
C、若重力小于洛伦兹力,滑环受到向下的弹力,则受到摩擦力,做减速运动,当洛伦兹力等于重力时,又做匀速运动.故C正确.
D、若重力大于洛伦兹力,滑环受到向上的弹力,则受到摩擦力,将做减速运动,最后速度为零.故D正确.
故选:A C D
关于电荷在匀强磁场中所受磁场力的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电荷无论是静止还是运动,在电场中都会受到电场力.静止的电荷在磁场中一定不受磁场力.故A错误,C正确.
B、若运动的电荷速度方向与磁场方向平行,则不受磁场力的作用.若二者不平行则受到洛伦兹力的作用.故BD错误.
故选:C.
如图所示,空间有一垂直于纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速度放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t=0时对木板施加方向水平向左,大小F=0.6N,方向水平向左的恒力开始作用于木板,g取10m/s2,则( )
正确答案
解析
解:AB、开始时刻,以木板与滑块整体为研究对象,则在水平方向:F=(M+m)a
代入数据得:a=2m/s2
滑块向左做加速运动,由左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向向上,当洛伦兹力的大小与重力大小相等时,滑块将离开木板做匀速直线运动,速度最大,故:qvB=mg
代入数据得:v=10m/s
故A错误,B正确;
C、滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,则最大静摩擦力约为:
fmax=μmg=0.5×0.1×10=0.5N
滑块随木板做加速运动,开始时的摩擦力:
f=ma=0.1×2=0.2N<0.5N
可知只有当滑块与木板之间的摩擦力小于0.2N时,滑块的加速度才能开始减小,所以滑块先做匀加速直线运动,再做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动;
木板先做加速度增加的加速运动,最后是匀加速直线运动,木板最后的加速度为:
a=;故C正确;
D、当滑块受到的摩擦力是0.2N时,则:f=μN
所以:N==
=0.4N
又:N+qv′B=mg
v′=at′
代入数据得:v′=6m/s,t′=3s
可知t=3s后滑块和木板有相对运动.故D正确.
故选:BCD
如图所示,闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,水平方向的磁场与光滑曲面垂直,则( )
正确答案
解析
解:AB、若是匀强磁场,穿过小环的磁通量不变,没有感应电流产生,其机械能守恒,高度不变,则环在左侧滚上的高度等于h.故A错误、B正确;
CD、若是非匀强磁场,穿过小环的磁通量变化,小环中将产生感应电流,机械能减小转化为内能,高度将减小,则环在左侧滚上的高度小于h.故C正确,D错误.
故选:BC.
如图所示,一个质量为m、带电量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中.现给圆环向右初速度v0,在以后的运动过程中,圆环克服摩擦力所做的功不可能的是( )
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有可能.
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-mv2,得W=
mv2,故B有可能.
③、当qv0B>mg时,圆环先做减速运动,当qvB=mg时,不受摩擦力,做匀速直线运动.
当qvB=mg时得v=
根据动能定理得:
-W=mv2-
mv02
代入解得:
W=mv02-
故C有可能.
题目要求选不可能的,故选:D.
如图所示,空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t=0时对木板施加方向水平向左,大小为0.6N恒力,g取10m/s2.则( )
正确答案
解析
解:ABC、由于滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2,所以当0.6N的恒力作用于木板时,系统一起以a=的加速度一起运动,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,当滑块受到的洛伦兹力减小到一定的数值时,滑块开始相对于木板滑动,此后滑块开始做加速度减小的变加速运动,木板做加速度增大的加速运动;当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时Bqv=mg,解得:v=10m/s,此时摩擦力消失,滑块做匀速运动,而木板在恒力作用下做匀加速运动,a=
.故A错误,B错误,C正确.
D、滑块开始与木板一起做a=2m/s2加速直线运动,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,当滑块受到的洛伦兹力减小到一定的数值时,滑块开始相对于木板滑动,此时木板对滑块的作用力:
N
竖直方向受力平衡,得:mg=N+qvB
所以:
滑块从开始做加速运动,到速度增大到6m/s所用的时间:s.
即滑块从t=3s和木板开始有相对运动.故D错误.
故选:C.
关于洛伦兹力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、电荷处于磁场中,不受到洛伦兹力,因为电荷没有运动,故A错误;
B、运动电荷在磁场中平行与磁场方向时,则没有洛伦兹力;故B错误;
C、若运动电荷与磁场方向平行,则没有洛伦兹力,但有磁场存在,故C错误;
D、根据左手定则可知,洛伦兹力垂直与速度的方向,则一定改变运动电荷的运动方向,故D正确;
故选:D
地球的磁场对来自外太空的宇宙粒子有磁场力的作用,使得这些宇宙粒子在到达地面之前就发生了偏转,从而不能直接射到地面,对人类等生物体起到了保护作用.不计磁偏角,关于地磁场和宇宙粒子受到地磁场力后的偏转情况,站在地面上的人观察正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在北极,地磁场沿竖直方向下,垂直射向地球表面的宇宙射线在南北两极几乎不受磁场力作用,地磁场对粒子的阻挡能力最弱;在赤道上,地磁场沿水平方向,且指向北,对垂直射向地球的宇宙射线阻挡能力最强,故A错误,B正确;
CD、地磁场方向在赤道处由南向北,带电粒子竖直向下,根据左手定则,洛伦兹力方向向西,则粒子向西偏转,故C错误;D正确;
故选:BD.
关于安培力和洛伦兹力,如下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若粒子的速度方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,故A错误;
B、若导线与磁场方向平行,故安培力为零,故B错误;
C、因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向,故洛伦兹力的瞬时功率为零,故洛伦兹力对运动电荷一定不做功,故C正确;
D、安培力垂直通电导线,导线的运动方向可以与速度平行,故安培力可以做正功、负功,故D错误;
故选:C.
如图所示,将磁铁靠近阴极射线管(电子射线管)时,发现电子束会发生偏转,使电子偏转的作用是( )
正确答案
解析
解:带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用发生偏转,故B正确.
故选:B
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