- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,且范围足够大,其俯视图如图所示,若小球运动到某点时,绳子突然断开,则关于绳子断开后,对小球可能的运动情况的判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A.如果洛伦兹力和拉力共同提供向心力,绳子断开时,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,不会做离心运动,不逐渐远离O点,故A错误;
B、如果洛伦兹力单独提供向心力,绳子断开时,向心力不变,而小球的速率不变,则小球做逆时针的圆周运动,但半径一定不变,故B正确;
C、如果小球带负电,则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心,当洛伦兹力的大小等于小球原来所受合力大小时,绳子断后,小球做顺时针的匀速圆周运动,半径不变,C正确;
D、如果小球带负电,则小球所受的洛伦兹力方向背离圆心,当洛伦兹力的大小大于小球原来所受合力大小时,绳子断后,小球做顺时针的匀速圆周运动,半径减小,故D正确.
故选:BCD
一束带点粒子以一定的速度垂直磁感线射入匀强磁场,关于带电粒子受到的洛伦兹力,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、因粒子垂直进入磁场,根据f=Bqv,速度越大带电粒子受到的洛伦兹力越大,故A正确;
B、洛伦兹力总是与速度垂直,则只改变速度的方向,不改变速度大小,洛伦兹力不做功,故B错误,CD正确;
故选:ACD.
一个运动电荷在某个空间里没有受到洛仑兹力的作用,那么( )
正确答案
解析
解:A、C、D、由题意,运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力,可能空间没有磁场,也可能存在磁场,磁场方向与电荷运动方向平行.故AD正确,C错误.
B、若磁场方向与电荷运动方向垂直,电荷一定受到洛伦兹力,不符合题意.故B错误.
故选:AD
在阴极射线管中,其上方置一根通有如图所示方向电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则阴极射线将( )
正确答案
解析
解:右图,在阴极射线管中电子流方向由左向右;
根据安培定则判断可知,通电导线在阴极射线管处产生的磁场方向垂直纸面向里,电子带负电,向右运动,由左手定则判断得知电子流所受的洛伦兹力方向向下,所以阴极射线向下偏转.故B正确.
故选:B.
质量为m,带电量为+q的滑块从光滑、绝缘斜面上由静止下滑,如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向外,磁感强度为B,则滑块在斜面上滑行过程中(设斜面足够长),滑块( )
正确答案
解析
解:小物体沿斜面下滑时,小滑块沿斜面下滑时,受重力、支持力、洛伦兹力.
由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,加速度a=gsinθ,作匀变速直线运动,所以C错误;
洛伦兹力F=qvB,当FN=0,
即qvB=mgcosθ时速度达到最大,小物体开始离开斜面;
所以在斜面上滑行的最大速度为v=,所以A错误B正确;
由匀变速直线运动的速度位移公式可得:
v2-0=2aL,
则小物体在斜面上滑行的距离L=,所以D错误;
故选:B.
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、当带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时,洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,根据左手定则可以知道洛伦兹力方向一定垂直于速度方向,故A正确,B错误;
C、D、当带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时,洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,有:
qvB=m
其中:v=
解得:
T=,即周期与速率无关,故CD错误;
故选:A.
画出图中的电荷所受洛伦磁力的方向
正确答案
解析
解:1.由左手定则可知,正电荷的速度方向水平向右,因此手掌向外,四指水平向右,则大拇指向为洛伦兹力方向,即为竖直向上;
2.由左手定则可知,正电荷的速度方向水平向右,因此手掌向下,四指水平向右,则大拇指向为洛伦兹力方向,即为水平向外.
答:如上图所示
(本题供使用选修3-1教材的考生作答.)在匀强磁场中,一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动.现将该磁场的磁感应强度增大为原来的 2 倍,则该带电粒子受到的洛伦兹力( )
正确答案
解析
解:根据洛伦兹力公式F=qvB可知,若粒子速度与磁场方向垂直,当该磁场的磁感应强度增大为原来的 2 倍时,洛伦兹力将变为原来的2倍,故ABC错误,D正确.
故选D.
如图甲所示,一个带负电的小物块正以速度v0沿斜面匀速下滑(设斜面足够长),若在运动过程中,加上一个垂直纸面向外的匀强磁场,则小物块运动v-t 的图象可能是图乙中的( )
正确答案
解析
解:物体在斜面上匀速下滑,说明物体受重力、支持力及摩擦力的作用而处于平衡状态;
加磁场后,物体受到的洛仑兹力垂直于斜面向下,则物体受到斜面的支持力增大,摩擦力增大,物体做减速运动;由于速度的减小,洛仑兹力减小,物体对斜面的压力减小;物体的加速度减小,故物体做加速度减小的变速运动;最终速度减为零时,物体保持静止;
故选:C.
如图,当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则( )
正确答案
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,与正粒子的运动方向平行,则正粒子在磁场中不受洛伦兹力,正粒子重力又不计,则粒子做匀速直线运动,受到的大小与方向都不变.故B正确,ACD错误.
故选:B
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