- 磁场对运动电荷的作用
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(2015秋•沈阳校级月考)在电视机的显像管中,电子束的扫描是用磁偏转技术实现的,其扫描原理如图所示.电子从电子枪射出,向右射入圆形区域内的偏转磁场,磁场方向垂直于圆面,设磁场方向向里时磁感应强度为正值.当不加磁场时,电子束将通过O点而打在屏幕的中心M点.为了使屏幕上出现一条以M点为中点,并从P点向Q点逐次扫描的亮线PQ,偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是图中的( )
正确答案
解析
解:据题意,如果没有其它力的作用,电子将打到坐标原点O,为使荧光屏上出现沿x轴的一条贯穿全屏的水平亮线,电子既要能向x轴正向偏转,又要能向x轴负向偏转,实现来回扫描,必须加方向周期性改变的偏转磁场.而且电子的偏转距离要周期性,由半径公式分析得知磁感应强度的大小也随时间周期性变化.故C正确.
故选:C
圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速度沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图所示.若带电粒子只受磁场力的作用,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,根据qvB=m,可得:r=
.
A、B由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同,在同一个磁场中,当速度越大时、轨道半径越大,则知a粒子速率最小,c粒子速率最大.故A正确,B错误;
C、D由于T=及t=
T可知,三粒子运动周期相同,a在磁场中运动的偏转角最大,对应时间最长,故C正确、D错误.
故选:AC
如图:质量m=10g,电量q=-5×10-4C的小滑块,放在倾角37°的固定绝缘斜面上,图示磁场的磁感应强度B=8T,滑块由静止开始下滑,动摩擦因数u=0.5,若斜面足够长,求:滑块刚到达斜面底端时的速度大小.(g=10 m/s2,sin37°=0.6)
正确答案
解析
解:分析滑块受力如图所示,根据牛顿第二定律可得:
沿斜面方向有:mgsinα-μFN=ma
垂直于斜面方向有:FN-mgcosα-qvB=0
联立解得:
a=gsinα-μ(gcosα+)
若斜面足够长,滑块刚到达斜面底端时,滑块已达到最大速度,
即当滑块达最大速度时,物体受力平衡,a=0
即:gsinα-μ(gcosα+)=0;
解得:v==
=10m/s;
答:滑块刚到达斜面底端时的速度大小10m/s.
如图所示,水平导线中有电流I通过,导线正上方有一带正电的粒子,其初速度方向与电流方向相同,不计粒子的重力,则粒子将( )
正确答案
解析
解:由右手螺旋定则可知,在直导线的下方的磁场的方向为垂直纸面向外,根据左手定则可以得知正电的粒子受到的力向下,所以正电的粒子沿路径b运动;
通电直导线电流产生的磁场是以直导线为中心向四周发散的,离导线越近,电流产生的磁场的磁感应强度越大,由半径公式r=可知,正电的粒子的运动的轨迹半径越来越小,所以D正确,ABC错误.
故选:D.
如图,在长直导线AB旁,有一带正电的小球用绝缘细绳悬挂在O点,当导线中通入恒定电流时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据右手螺旋定则知,小球所处的磁场方向垂直纸面向里,但是小球处于静止状态,不受洛伦兹力作用.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
有一匀强磁场,磁感应强度为0.5T,方向由南向北,并与水平面平行.如果有一速度为6.0×105m/s的质子沿竖直向下的方向进入磁场,质子受该磁场的洛仑兹力大小是______N,方向向______.(e=1.6×10-19C)
正确答案
4.8×10-14
水平向东
解析
解:洛伦兹力的大小F=qvB=1.6×10-19×6×105×0.5=4.8×10-14 N,根据左手定则,安培力的方向水平向东.
故答案为:4.8×10-14 N、水平向东.
(2015秋•深圳期末)关于洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )
正确答案
解析
解:ABD、洛伦兹力的方向与速度方向垂直,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,所以不改变粒子的动能.故AD错误,B正确.
C、洛伦兹力大小F=qvB,与速度的大小有关.故C错误.
故选:B
如图所示,一杆连着一个质量为m、带电量为q的小球,在匀强磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,若某一时刻小球与杆自行分离,仍在磁场中做匀速圆周运动(不考虑重力),则速度v、半径r、周期T的可能情况是( )
正确答案
解析
解:如果小球带正电,则小球所受的洛伦兹力方向指向圆心,此种情况下,如果洛伦兹力刚好提供向心力,这时杆子对小球没有作用力,自行分离时,对小球的运动没有影响,小球仍做逆时针的匀速圆周运动,半径不变,
如果洛伦兹力和拉力共同提供向心力,自行分离时,向心力减小,而小球的速率不变,则小球做逆时针的圆周运动,但半径增大.
如果小球带负电,则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心,由可知,当洛伦兹力的大小等于小球所受的一半时,自行分离后,小球做顺时针的匀速圆周运动,半径不变,当洛伦兹力的大小大于小球所受的拉力的一半时,则自行分离后,向心力增大,小球做顺时针的匀速圆周运动,半径减小,
但由于洛伦兹力不做功,则速率不变,而半径越大时,周期越大,故AB错误,CD正确,
故选:CD.
初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( )
正确答案
解析
解:由安培定则可知导体右侧磁场方向垂直纸面向里,然后跟左手定则可知运动电子所受洛伦兹力向右,因此电子将向右偏转,洛伦兹力不做功,故其速率不变,故ABC错误,D正确.
故选:D.
下列说法的是( )
正确答案
解析
解:A、电动机中存在磁场,当有电流通过磁场时,通电导线受到安培力的作用从而带动线圈在磁场中运动,故电动机是利用磁场对电流作用来工作,故A正确;
B、在电视机中当电子射入与电子速度垂直的磁场中后,电子受到磁场的洛伦兹力,在洛伦兹力的作用下发生偏转,故电视机的显像管利用了磁偏转的原理,故B正确;
C、在地球的周围存在着地磁场,而指南针其实就是一个小磁针,小磁针在磁场力的作用下发生偏转,由于地磁的南极在地理的北极附近,而在磁体的外部,磁感线是从N极出发到达S极,故地磁场有一个向北的分量,故小磁针的N极指向北方,S极指向南方,故指南针是利用地磁场来指示方向的,故C正确;
D、磁铁显示磁性是内部的分子电流取向大体一致产生的,遇到高温或剧烈振动,内部的分子电流的趋向会重新变得杂乱无章,从而减弱磁性、甚至失去磁性,故D错误;
本题选错误的,故选:D
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