- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
阴极射线管中的电子束在磁场中发生偏转,这表明电子在磁场中受到______(填“安培力”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.
下面四幅图中,前两幅表示通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系;后两幅表示运动电荷所受洛伦兹力F、磁感应强度B和电荷速度v三者方向之间的关系,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、磁场方向垂直纸面向上,电流方向水平向里,根据左手定则,安培力的方向竖直向右.故A错误.
B、磁场方向垂直纸面向右,电流方向垂直纸面向外,根据左手定则,安培力的方向向上.故B错误.
C、磁场方向水平向上,正电荷运动的方向垂直纸面向右,根据左手定则,洛伦兹力方向竖直向外.故C错误.
D、磁场方向竖直向里,正电荷运动方向水平向左,根据左手定则,洛伦兹力的方向垂直纸面向上.故D正确.
故选:D.
一个带正电的粒子以速度v进入匀强磁场中,速度方向与磁感应强度方向相同.不计重力,能正确反映粒子运动轨迹的图是( )
正确答案
解析
解:带电粒子与磁场方向相同,没有洛伦兹力,故C正确,ABD错误;
故选:C.
质量为0.1g的小物块带有5×10-4C的电荷,放在倾角为30°且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:
(1)物块带何种电荷?
(2)物块刚离开斜面时的速度多大?
(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?
正确答案
解析
解:(1)由题意可知:小滑块受到的安培力垂直斜面向上.
根据左手定则可得:小滑块带负电.
(2)当物体离开斜面时,弹力为零,
因此有:qvB=mgcos30°,
故v==2
m/s.
(3)由于斜面光滑,物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动,
由牛顿第二定律得:mgsin30°=ma,
由匀变速直线运的速度位移公式得:v2=2ax,
解得:x=1.2m.
答:(1)物体带负电.
(2)物体离开斜面时的速度为2m/s.
(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中一直做匀加速直线运动,斜面至少1.2 m.
将倾角为θ的光滑绝缘斜面放置在一个足够大的、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中.一个质量为m、带电荷量为-q的小滑块,在竖直平面内沿斜面由静止开始下滑,如图所示,问:经过多少时间,带电滑块将脱离斜面?
正确答案
解析
解:滑块脱离斜面时的速度为v,则有:
qvB=mgcosθ ①
滑块沿斜面匀加速下滑的加速度a==gsinθ,则:
v=at②
由①②两式得 t=.
答:经过时间,带电滑块将脱离斜面.
某空间存在如图所示的水平方向的匀强磁场,a、b两个物块叠放在一起,并置于绝缘水平地面上.物块a带正电,物块b为不带电的绝缘块.水平恒力F作用在物块b上,使a、b一起由静止开始向左运动且始终相对静止.在a、b一起向左加速运动的过程中,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、对A分析,受重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力,洛伦兹力增大,则支持力增大,所以A对B的压力变大;若地面粗糙,对整体分析,整体受重力、支持力、摩擦力、竖直向下的洛伦兹力和恒力F.A、B一起做加速直线运动.由于A对B的压力随速度的增大而增大,所以B对地面的压力随速度的增大而增大,B受到的摩擦力随压力的增大而增大.所以整体受到的合力减小,整体做加速度a减小的加速运动.
再对A分析可得,由于B对A的静摩擦力提供加速度,则:f=ma,所以B对A的摩擦力随速度的增大而减小.故A正确,B错误.
C、D、若地面光滑,整体受重力、支持力、竖直向下的洛伦兹力和恒力F,在竖直方向上,洛伦兹力增大,则地面的支持力增大,所以B对地面的压力增大,整体加速度不变;隔离对A分析,f=mAa,知A、B间的摩擦力不变.故D正确,C错误.
故选:AD
如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起,置于粗糙的固定斜面上,地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现用平行于斜面的恒力F拉乙物块,在使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上加速运动的阶段中( )
正确答案
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上,则由牛顿第二定律得:
m总gsinα-f=ma ①
FN=m总gcosα-F洛 ②
随着速度的增大,洛伦兹力增大,则由②知:FN减小,乙所受的滑动摩擦力f=μFN减小,故D正确;
以乙为研究对象,有:
m乙gsinθ-f=m乙a ③
由①知,f减小,加速度增大,因此根据③可知,甲乙两物块之间的摩擦力不断增大,故A正确,BC错误;
故选:AD.
带电粒子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动时,所受洛伦兹力的方向( )
正确答案
解析
解:根据左手定则可知,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,而速度与磁场方向不一定垂直.故ABC错误,D正确.
故选:D.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电粒子在磁场中平行于磁场方向运动时,一定不受到洛伦兹力作用,故A错误;
B、正电荷在沿电场线方向移动时,电场力做正功,则电势能一定减小,故B错误;
C、洛伦兹力与运动电荷方向垂直,则对电荷一定不做功,故C正确;
D、在电场中只受电场力作用时,电场力对粒子不做功,则可能做匀速圆周运动,故D正确;
故选:CD.
带电粒子垂直磁场方向射入磁场时(V⊥B),洛伦兹力方向总是与______垂直,洛伦兹力对粒子______,不改变粒子的______,所以粒子的速度______不变,正好起到______的作用.所以带电粒子沿着与磁场垂直的方向(V⊥B)射入匀强磁场时做______.
正确答案
磁场方向
不做功
动能
大小
提供向心力
匀速圆周运动
解析
解: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.
洛伦兹力大小F=qvB,与速度的大小有关.当洛伦兹力提供向心力时,粒子做匀速圆周运动.
故答案为:磁场方向,不做功,动能,大小,提供向心力,匀速圆周运动.
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