- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
带正电的粒子分别进入如图所示的四个磁场中,所受洛伦兹力的方向为垂直纸面向外的是( )
正确答案
解析
解:带正电的粒子向右运动,所以电流的方向就是向右的,
A、磁场的方向是向里的,根据左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向是向上的.故A错误;
B、磁场的方向是向外的,根据左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向是向下的.故B错误;
C、磁场的方向是向上的,根据左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向是向外的.故C正确;
D、磁场的方向是向下的,根据左手定则可知,受到的洛伦兹力的方向是向里的.故D错误.
故选:C.
如图,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个完全相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、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=
,粒子的动能
,则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同,在同一个磁场中,当速度越大时、轨道半径越大,则由图知,a粒子速率最小,c粒子速率最大.c粒子动能最大.故A错误,B正确.
CD、由于粒子运动的周期T=及t=
T可知,三粒子运动的周期相同,a在磁场中运动的偏转角最大,运动的时间最长,故C正确、D错误.
故选:BC.
在用阴极射线管研究磁场对运动电荷作用的实验中,将阴极射线管的A、B两极连在高压直流电源的正负两极上.从A极发射出电子,当将一蹄形磁铁放置于阴极射线管两侧,显示出电子束的径迹如图所示,则蹄形磁铁的C端为______极(选填“N”或“S”)
正确答案
S
解析
解:电子向上偏转,知洛伦兹力的方向向上,根据左手定则知,磁场的方向由D指向C,可知C端为S极.
故答案为:S.
如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘物块,空间中有垂直纸面向里的匀强磁场.甲、乙叠放在一起,二者无相对滑动地沿粗糙的斜面,由静止开始加速下滑,在加速阶段,甲、乙两物块间的摩擦力将______乙物块与斜面间的摩擦力将______(填增大、减小或不变)
正确答案
减小
增大
解析
解:对整体,分析受力情况:重力、斜面的支持力和摩擦力、洛伦兹力,洛伦兹力方向垂直于斜面向下,则由牛顿第二定律得
m总gsinα-f=ma ①
N=m总gcosα+F洛,②
随着速度的增大,洛伦兹力增大,则由②知:N增大,乙所受的滑动摩擦力f=μN增大.
由①知,加速度减小.
对甲,有:
m甲gsinα-f甲=m甲a ③
a减小,则知甲所受的滑动摩擦力增大.
故答案为:减小,增大.
(2015春•阳东县校级月考)在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的有( )
正确答案
解析
解:A、洛伦兹力的大小:f=qvBsinθ;粒子的速度大小相同,带电量相同,与磁场的方向之间的夹角不同时,粒子所受洛伦兹力大小不一定相同.故A错误;
B、洛仑兹力的方向总和运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功,洛伦兹力只改变带电粒子的运动轨迹.故B正确;
C、洛仑兹力的方向总和运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功.故C正确;
D、仑兹力的方向总和运动方向垂直,所以洛伦兹力不做功,洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向.故D错误.
故选:BC
如图所示,一质量为m,带电荷量为+q的小物体,在水平方向的匀强磁场B中,从倾角为θ的绝缘光滑足够长的斜面上由静止开始下滑,求:
(1)此物体在斜面Q上运动的最大速度.
(2)此物体在斜面上运动的距离.
(3)此物体在斜面上运动的时间.
正确答案
解析
解:以小球为研究对象,分析其受力情况:小球受重力、斜面支持力及洛伦兹力作用,沿斜面方向上;
(1)根据牛顿第二定律,有:mgsinθ=ma;
在垂直于斜面方向上,有:FN+Ff洛=mgcosθ;
由Ff洛=qυB,知Ff洛随着小球运动速度的增大而增大.
当Ff洛增大到使FN=0时,小球将脱离斜面,此时Ff洛=qυmB=mgcosθ.
所以:υm=,此即为小球在斜面上运动速度的最大值.
(2)小球在斜面上匀加速运动的最大距离为:
s==
=
.
(3)据运动学公式可得:t==
答:(1)此物体在斜面Q上运动的最大速度;
(2)此物体在斜面上运动的距离.
(3)此物体在斜面上运动的时间.
20世纪40年代,我国著名物理学家朱洪元先生提出,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”,辐射光的频率是电子做匀速圆周运动每秒转数的k倍.大量实验不但证实了这个理论是正确的,而且准确测定了k值.近年来,同步辐射光已被应用在大规模集成电路的光刻工艺中.若电子在某匀强磁场中做速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为f,电子质量为m、电量为e,不计电子发出同步辐射光时所损失的能量以及对其运动速率和轨道的影响,求:
(1)匀强磁场磁感应强度B的大小.
(2)若测出电子做匀速圆周运动的轨道半径为R,求其运动的速率.
正确答案
解析
解:(1)设电子做匀速圆周运动每秒转数为n,由题知f=kn
洛伦兹力提供向心力,
根据牛顿第二定律,F=evB=
又v=2πnR
三式联立
解得B=
(2)由上式可解得:
v=
答:(1)匀强磁场磁感应强度B的大小.
(2)若测出电子做匀速圆周运动的轨道半径为R,则其运动的速率.
如图所示为阴极射线管中的电子束在磁场中发生偏转的示意图,这表明电子在磁场中受到______(填“电场力”或“洛伦兹力”)的作用.
正确答案
洛伦兹力
解析
解:带电粒子在电场中受电场力作用,在磁场中所受力为洛伦兹力.
故答案为:洛伦兹力.
在如图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则可知:
AB图中粒子运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向符合左手定则,故AB正确;
C图中洛伦兹力方向应该向下,故C错误;
D图中洛伦兹力方向应该向上,故D错误.
故选:AB.
电子以初速V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,则以下说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:
A、电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,电子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,速度的方向是时刻发生变化的.所以磁场对电子的作用力方向是变化的.而磁场对电子的作用力的大小始终不变,故A正确.
B、洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直,所以洛伦兹力只是改变了电子的运动方向,并没有改变速度的大小,磁场不会对电子做功.故B正确.
C、电子在磁场中做匀速圆周运动,速度的方向是时刻发生变化的.动量的方向与速度相同,所以动量方向也时刻发生变化,动量是变的 故C错误.
D、根据动能定理知,磁场不会对电子做功,其动能始终不变,故D正确.
本题选择错误的,故选:C
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