- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267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外、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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A错误,C正确.
B、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B错误.
D、滑块到地面时当B很大,则摩擦力有可能很大,当滑块受到的摩擦力与重力向下的分力相等时,滑块做匀速直线运动,洛伦兹力与摩擦力不再增大,所以滑块不可能静止在斜面上.故D错误.
故选:C.
如图所示,真空中有一垂直纸面向内的匀强磁场,一根轻绳固定于场内的O点,绳的末端栓一绝缘带电小球.已知磁场的磁感应强度为B,绳长为L,小球带电荷量为+q,质量为m,让小球在图示的竖直平面呃逆摆动,绳与竖直方向的作答偏角为θ.若摆球能正常摆动,求摆球从右向左运动与从左向右运动经过最低点时,绳子的拉力之差.
正确答案
解析
解:当摆球有左向右摆动,对其受力分析,有竖直向下的重力mg,竖直向上的绳子的拉力T和洛伦兹力qvB,有左手定则可知其方向为向上,由牛顿运动定律有:
T+qvB-mg=m
得:T=m+mg-qvB
当摆球有左向左摆动,对其受力分析,有竖直向下的重力mg,竖直向上的绳子的拉力T和洛伦兹力qvB,有左手定则可知其方向为向下,由牛顿运动定律有:
T′-qvB-mg=m
得:T′=m+mg+qvB
故拉力这差为:T′-T=2Bqv;
答:绳子的拉力之差为2Bqv.
哪一位物理学家首先提出,磁场对运动电荷有作用力( )
正确答案
解析
解:通过学习磁场对运动电荷的作用我们知道,首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点的物理学家是洛伦兹,故ABC错误,D正确.
故选:D.
关于洛伦兹力,下列说法中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则任何情况下洛伦兹力的方向都垂直于电荷的运动方向,故A正确;
B、根据左手定则任何情况下洛伦兹力的方向都垂直于磁场的方向;故B正确;
C、在电场中只受洛伦兹力作用时,洛伦兹力对粒子不做功,则粒子可能做匀速圆周运动,不是匀变速的运动.故C错误;
D、洛伦兹力与运动电荷方向垂直,则对电荷一定不做功,故D正确;
本题选择错误的,故选:C.
带电粒子(重力不计)垂直进入匀强磁场时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、洛伦兹力的方向与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,故A错误
B、根据左手定则可知,洛伦兹力方向是变化.故B错误.
C、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C正确.
D、洛伦兹力与速度方向始终垂直,其作用效果只改变速度的方向,故D错误;
故选:C.
一个带电粒子,沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场,粒子的径迹如图所示,径迹上的每一段都可以看做圆弧,由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小(带电量不变),从图中的情况可以确定粒子的运动方向为______(选填“从a到b”或“从b到a”),带______电.
正确答案
从b到a
正
解析
解:由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小,速度逐渐减小,根据粒子在磁场中运动的半径公式r= 可知,粒子的半径逐渐的减小,所以粒子的运动方向是从b到a,在根据左手定则可知,粒子带正电,
故答案为:从b到a,正.
在如下匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电子可能沿x轴正方向做匀速直线运动的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,洛伦兹力向下,电场力向上,可以平衡,故粒子可能做匀速直线运动,故A正确;
B、根据左手定则,电子受到洛伦兹力沿着-z方向,电场力也沿着-z方向,故不可能做直线运动,故B错误;
C、速度与磁场方向平行,故洛伦兹力为零,电场力向右,粒子向右做加速运动,故C错误;
D、速度与磁场方向平行,故洛伦兹力为零,电场力向右,粒子向右做加速运动,故D错误;
故选:A.
在地球赤道地区,地磁场的磁感应强度大小为B,在赤道附近从下向上以速率V射出一束电子流,每个电子带电量为-e,质量为m,则每个电子受到的地磁场力及电子的运动情况为(不计电子重力)( )
正确答案
解析
解:磁场方向由地磁N极指向S极,地磁的N极在地理南极附近,地磁的S极在地理北极附近,所以地磁场方向由地理南极指向地理北极.
电子流从下向上射出,则电流的方向指向下,为四指方向,磁感线穿过掌心,则大拇指(洛伦兹力)指向东,即电子向东偏转.
根据洛伦兹力大小公式f=Bqv=Bev,故A正确,BCD错误;
故选:A.
关于磁场中的通电导线和运动电荷的有关说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则,磁场对通电导线的安培力方向一定与磁场方向垂直,故A正确;
B、通电导线在磁场中平行磁场方向防止时不受安培力,故B错误;
C、电荷在磁场中运动方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力,所以做匀速直线运动,故C正确;
D、带电粒子只受洛伦兹力作用时,由于洛伦兹力始终与速度方向垂直,所以其力只改变速度方向,不改变速度的大小,则动能不变,故D错误;
故选:AC.
带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,只受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )
正确答案
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.故A、D错误,BC正确.
故选:BC.
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