- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
电子以速度v垂直进入匀强磁场,磁场方向如图所示,此时所受洛仑兹力的方向______(填向上或向下).若将电子换为质子,此时所受洛仑兹力的方向______(填向上或向下).
正确答案
向下
向上
解析
解:根据左手定则,四指与正电荷的运动方向相同,与负电荷的运动方向相反,知若是电子则洛伦兹力方向向下,若是质子则洛伦兹力方向向上.
故答案为:向下;向上.
如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图,图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹,宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子.当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于电子与正电子的电性相反,所以它们以相同的方向进入磁场时,受到的洛伦兹力的方向相反,偏转的方向相反,故A正确;
B、根据带电粒子的半径公式:,电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径是否相同,与它们的速度有关,故B错误;
C、质子与正电子的电性相同,所以它们以相同的方向进入磁场时,受到的洛伦兹力的方向相同,偏转的方向相同,仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子,故C正确;
D、根据带电粒子的半径公式:,粒子的半径与粒子的动量成正比,而不是与粒子的动能成正比;粒子的动量越大,它在磁场中的运动轨迹的半径越大.故D错误.
故选:AC.
如图所示,一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动,当磁场均匀增大时,离子动能将______;周期将______.
正确答案
增加
变小
解析
解:当磁场均匀增加时,根据楞次定律,在光滑轨道处产生逆时针方向的感应电场,正离子在电场力作用下做加速运动,动能增加,速度增加,T=,周期减小.
故答案为:增加;变小
如图所示,一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的速率( )
正确答案
解析
解:未加磁场时,根据动能定理,有mgh-Wf=mv2-0,…①;
加磁场后,多了洛伦兹力,根据左手定则判断可知,洛伦兹力方向垂直于斜面向下,洛伦兹力不做功,但使物体对斜面的压力变大,滑动摩擦力变大,物体克服摩擦力做功增大,由动能定理得:mgh-Wf′=mv′2-0,…②
由上分析可知 Wf′>Wf,所以比较①②得v′<v.故B正确,ACD错误.
故选:B.
如图所示,一电子初速度方向与通电直导线中电流方向相同,则关于电子运动情况的描述正确的是( )
正确答案
解析
解:由安培定则可知导体右侧磁场方向垂直纸面向里,然后跟左手定则可知运动电子所受洛伦兹力向右,因此电子将向右偏转,洛伦兹力不做功,故其速率不变,故BCD错误,A正确.
故选:A.
如图所示,匀强磁场水平向右,电子在磁场中的运动方向平行,则该电子( )
正确答案
解析
解:粒子运动的方向与磁场方向平行,该粒子不受磁场的作用,故以原来的速度做匀速直线运动,故A正确、BCD错误.
故选:A.
带电粒子(不计重力)可能所处的状态不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在磁场中处于平衡状态,保持静止或沿着电场线方向做匀速直线运动,故A正确;
B、在电场中做匀速圆周运动,如电子绕原子核做匀速圆周运动,故B正确;
C、粒子速度与磁场垂直时,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,故C正确;
D、带电粒子在匀强电场中运动受电场力,故合力一定不为零,不可能做匀速直线运动,故D错误;
本题选错误的,故选:D.
有一匀强磁场,磁感应强度大小为1.2T,方向由南指向北,如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场,磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N,则质子射入时速度为多大?将在磁场中向哪个方向偏转?
正确答案
解析
解:质子所受洛伦兹力大小为:F=qvB,由此得:m/s
根据左手定则可知:质子在磁场中将向西偏转.
答:质子射入时速度为5×105m/s,在磁场中向西偏转.
如图所示,两匀强磁场方向相同,以虚线MN为理想边界,磁感应强度分别为B1、B2.今有一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中,其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据左手定则可知:电子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1时,受到的洛伦兹力方向向上,所以电子的运行轨迹为PDMCNEP,故A错误;
B、电子在整个过程中,在匀强磁场B1中运动两个半圆,即运动一个周期,在匀强磁场B2中运动半个周期,所以T=+
,故B错误;
C、D、由图象可知,电子在匀强磁场B1中运动半径是匀强磁场B2中运动半径的一半,根据r=可知,B1=2B2,故C错误,D正确.
故选:D.
如图所示,一个带正电q的小带电体静止于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,若小带电体的质量为m,为了使它对水平绝缘面正好无压力,应该( )
正确答案
解析
解:小球能飘离平面的条件,竖直向上的洛伦兹力与重力平衡,即:
qvB=mg,得:
v=
根据左手定则,速度向右;
故选:C
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