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题型: 单选题
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单选题

质量为m、带电量为+q的物块在绝缘水平面上以一定的初速度v0进入一足够长区域的匀强磁场中,如图所示,若物块与绝缘水平面间的动摩擦因数为μ,匀强磁场的磁感应强度为B,物块在磁场中运动时未离开水平面,则关于物块克服摩擦力所做的功Wf和滑行的距离x,下列说法中正确的是(  )

AWf=mv;x=

BWf=mv;x无法确定

CWf可能为零,也可能为mv,x无法确定

DWf和x都无法确定

正确答案

C

解析

解:由题意可知,根据左手定则可知,带正电物体受到的洛伦兹力竖直向上,当其大小等于重力时,则物体做匀速直线运动,因此不存在摩擦力,则摩擦力做功为零,x无法确定;

当大小小于重力时,存在支持力,有摩擦力,在摩擦阻力的作用下,动能减小,当动能为零时,物体处于停止状态,则摩擦力做功为mv,因摩擦力是变化的,则x也无法确定,故C正确,ABD错误;

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,距离它r处的磁感应强度大小为B=(k为常数).磁单极子N的磁场分布与正点电荷Q的电场分布相似.如图所示.若空间中的P点仅存在磁单极子N或正点电荷Q,一带电小球在P点附近的水平面内做匀速圆周运动,下列判断正确的是(  )

A若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,则P处可能是磁单极子N

B若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,则P处可能是正点电荷Q

C若小球运动轨迹的圆心在P点的正下方,则P处可能是磁单极子N

D若小球运动轨迹的圆心在P点的正下方,则P处可能是正点电荷Q

正确答案

A,D

解析

解:A、若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,要使粒子能做匀速圆周运动,则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力;在图中,若粒子为正电荷且顺时针转动(由上向下看)则其受力斜向上,与重力的合力可以指向圆心;而若为负电荷,但逆时针转动,同理可知,合力也可以充当向心力,因此P处可能是磁单极子N;

若小球运动轨迹的圆心在P点的正下方时,小球若在洛伦兹力与重力共同作用下,不可能做匀速圆周运动,故A正确,C错误;

B、若小球运动轨迹的圆心在P点的正上方,Q带正电,则带正电荷的小球在图示位置各点受到的电场力背向Q,则电场力与重力的合力不可能充当向心力,不会在Q正下方;但若小球带负电,则小球受电场力指向Q,故电场力与重力的合力可以提供向心力,可以在Q正下方运动,故B错误,D正确;

故选:AD.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向里的匀强磁场B中.质量为m、带电量为+q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.对滑块下滑的过程,下列判断正确的是(  )

A滑块受到的洛仑兹力方向垂直斜面向上

B滑块受到的摩擦力大小不变

C滑块一定不能到达斜面底端

D滑块到达地面时的动能与B的大小有关

正确答案

D

解析

解:AB、小滑块向下运动的过程中受到重力,支持力,垂直斜面向下的洛伦兹力,摩擦力,向下运动的过程中,速度增大,洛伦兹力增大,支持力增大,滑动摩擦力增大.故AB错误;

  C、当B很小,洛伦兹力很小,则支持力很小,故摩擦很小,则滑块有可能到达斜面底端,故C错误;

  D、B的大小不同,洛伦兹力大小不同,导致滑动摩擦力大小不同,根据动能定理,摩擦力功不同,到达底端的动能不同.故D正确.

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一个质量为m,电荷量为q的带正电的小球以速度v0沿水平光滑绝缘平面向右运动.在运动的正前方向有一垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场左边有边界,右边无边界.当小球在磁场中离开平面向上升高h时,速度方向变为竖直向上,求此时小球所受洛伦兹力的大小和方向.(重力加速度为g)

正确答案

解析

解:当小球在磁场中离开平面向上升高h时,速度方向变为竖直向上,根据左手定则,洛伦兹力水平向左;

根据动能定理,有:-mgh=

解得:v=

故洛伦兹力大小为:f=qvB=qB

答:此时小球所受洛伦兹力的大小为qB,方向水平向左.

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题型: 单选题
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单选题

运动的电荷垂直进入匀强磁场中,只受洛伦兹力的作用,则电荷的运动为(  )

A匀速圆周运动

B匀速直线运动

C匀加速直线运动

D平抛运动

正确答案

A

解析

解:运动的电荷垂直进入匀强磁场中,只受洛伦兹力的作用,由于洛伦兹力的方向始终与运动的方向垂直.所以洛伦兹力不做功,只改变速度的方向,从而使带电粒子在磁场中的运动为匀速圆周运动.

故选:A

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,一束电子沿水平方向从从a运动到b.要使电子束向上发生偏转,可以在电子通过的区域加一匀强磁场,则下列所加匀强磁场的方向正确的是(  )

A水平向右

B水平向左

C垂直纸面向里

D垂直纸面向外

正确答案

D

解析

解:电子带负电,电子在磁场中向上偏转,则电子所示洛伦兹力向上,由左手定则可知,磁场垂直与纸面向外,故D正确;

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

带电粒子垂直射入匀强磁场中,下列关于粒子在匀强磁场中运动的说法错误的是(  )

A将做匀速圆周运动

B带点粒子的周期和半径是固定的

C带点粒子运动的周期和粒子的速度有关

D带电粒子的运动周期和粒子的速度无关

正确答案

C

解析

解:A、粒子带电粒子垂直射入匀强磁场中,一定做匀速圆周运动.故A正确.

B、C、D、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,得:得:,粒子的半径是固定的;粒子做匀速圆运动的半径与速度有关.

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆运动的周期:与速度无关.故B正确,C错误,D正确.

本题要求选择错误的,故选:C.

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题型: 单选题
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单选题

关于运动电荷在磁场中所受洛仑兹力的说法正确的是(  )

A洛仑兹力不一定与速度垂直

B洛仑兹力不一定与磁场垂直

C洛仑兹力可以改变速度大小

D洛仑兹力可以改变速度方向

正确答案

D

解析

解:A、洛伦兹力始终与磁场及电荷的运动方向构成的平面垂直,所以一定与速度 垂直.故A错误;

B、洛伦兹力始终与磁场及电荷的运动方向构成的平面垂直,所以一定与磁场方向垂直,故B错误;

C、洛伦兹力始终与磁场及电荷的运动方向构成的平面垂直,所以洛伦兹力始终垂直于速度,因此洛伦兹力不会改变速度大小,故C错误;

D、洛伦兹力始终与磁场及电荷的运动方向构成的平面垂直,所以洛伦兹力始终垂直于速度,因此只改变速度的方向,故D正确;

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,质量为m的环带+q电荷,套在足够长的绝缘杆上,动摩擦因数为µ,杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中,杆与水平电场夹角为θ,若环能从静止开始下滑,则以下说法正确的是(  )

A环在下滑过程中,加速度不断减小,最后为零

B环在下滑过程中,加速度先增大后减小,最后为零

C环在下滑过程中,速度不断增大,最后匀速

D环在下滑过程中,速度先增大后减小,最后为零

正确答案

B,C

解析

解:在垂直杆子方向上有:mgcosθ+qEsinθ=qvB+N…①

沿杆子方向上有:mgsinθ-qEcosθ-f=ma…②

在下滑的过程中,速度增大,由①式知,洛伦兹力增大,支持力减小,摩擦力减小,再由②式知,加速度增大.

当支持力减小到零,反向增大,摩擦力增大,根据②知,加速度减小.当合力为零时,做匀速直线运动.

所以环在下滑过程中,加速度先增大后减小,最后为零,速度一直增大,最后不变,做匀速直线运动.故B、C正确,A、D错误.

故选:BC.

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题型: 单选题
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单选题

一个长直螺线管中,左、右接线柱分别接在电源正、负极上,如图所示,把一个带电粒子沿着图中的方向射入管中,则粒子将在管中(  )

A做匀速圆周运动

B沿轴线来回振动

C做匀加速直线运动

D做匀速直线运动

正确答案

D

解析

解:由于长通电螺线管中产生的磁场方向平行于螺线管的中心轴线,与电子的运动方向平行,则电子在磁场中不受洛伦兹力,电子重力又不计,则电子做匀速直线运动.

故选:D

下一知识点 : 磁性材料
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