- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
如果是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的运动轨迹,a和b是轨迹上的两点,该粒子在运动时,其质量和电量不变,而动能逐渐减少.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、带电粒子在磁场中做圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,
由牛顿第二定律得:qvB=m,则粒子轨道半径r=
.
由题意,粒子的动能不断减小,速率v减小,则由上述公式得知,粒子的轨迹半径不断减小,从粒子运动的轨迹可以判断,粒子在b点的曲率半径大于在a点的曲率半径,故粒子先经过b点,再经过a点,在b点粒子所受的洛伦兹力向左,由左手定则可以判断粒子带正电,故A错误,B正确;
C、D、根据左手定则可知,洛伦兹力总与速度垂直,则其对粒子一定不做功,故D正确,C错误;
故选:BD.
在磁感应强度为B的匀强磁场中有一个单摆,如图所示,摆球的质量为m,带电荷量为+q,摆线长为L.当摆角α<5°时,从C点由静止开始释放,那么在摆动过程中
( )
正确答案
解析
解:A、带电的小球在磁场中受到洛伦兹力的作用,而洛伦兹力不做功,方向总与速度垂直,不改变小球的速度大小即不改变小球的运动快慢,所以小球的摆动周期与磁场时相同,根据单摆的周期公式T=分析可知,T与B、m无关.故A错误.
B、摆球在最低点时,根据左手定则判断可知,当小球向右运动时,小球所受的洛伦兹力方向向上,绳子的张力与洛伦兹力、重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:FO+qvB-mg=m,则得FO=mg-qvB+m
;
在C点:绳子的张力 FC=mgcosα.比较上两式得知,摆球在最低点时,绳子的张力不一定比在C点时的张力大,故B错误.
C、摆球在最低点O的速度不为零,加速度不为零,为a=.故C错误.
D、若不计空气阻力,绳子的张力与洛伦兹力不做功,摆球的机械能守恒.故D正确.
故选:D
以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、电荷沿磁感线的方向运动时,不受到洛伦兹力的作用;静止的电荷也不受到洛伦兹力的作用.故A错误,B错误;
C、D、洛伦兹力的方向始终与电荷运动的方向垂直,所以洛伦兹力对电荷不做功,不改变电荷速度的大小.故C正确,D错误.
故选:C
图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里.以下判断可能正确的是( )
正确答案
解析
解:射线在磁场中向右运动时,带正电荷射线,根据左手定则可以判断它将向上偏转,带负电荷射线,可以判断它将向下偏转,不带电射线,不偏转,由此可以判定a、b带正电,c、d带负电,所以ABC错误,D正确.
故选:D
(2016•南京模拟)一正电荷垂直射入匀强磁场中,其速度v的方向和受到的洛伦兹力F 的方向如图所示.下列关于磁场方向的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则可知:让四指方向与速度方向一致,大拇指指向受力方向,手掌心向外,说明磁场方向垂直纸面向里,故B正确,ACD错误.
故选:B.
(2015秋•贵阳期末)赤道附近,自西向东水平运动的电子流,由于受到地磁场的作用,它将( )
正确答案
解析
解:由于电子带负电,所以自西向东水平运动的电子流产生的电流的方向向西;
根据左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是安培力的方向.磁场的方向从南向北,电流的方向由东向西,所以安培力的方向竖直向下,即洛伦兹力的方向向下,电子流向下偏转.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
(2015秋•余姚市期末)电荷在磁场中运动时受到洛仑兹力的方向如图所示,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则得,A选项洛伦兹力方向竖直向下,B选项洛伦兹力方向竖直向下,C选项不受洛伦兹力,D选项洛伦兹力方向垂直纸面向外.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
(2016•黄山一模)如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度上.两个相同的带正电小球(可视为质点)同时分别从轨道的左端最高点由静止释放,M、N分别为两轨道的最低点,则( )
正确答案
解析
解:小球在磁场中运动,在最低点进行受力分析可知:
FM-mg-Bqv1=m
解得:FM=+mg+Bqv1…①
小球在电场中运动,在最低点受力分析可知:
FN-mg=
解得:FN=+mg…②
A、C、由于小球在磁场中运动,磁场力对小球不做功,整个过程中小球的机械能守恒;而小球在电场中运动受到的电场力对小球做负功,到达最低点时的速度的大小较小,所以在电场中运动的时间也长,故A正确,C错误;
B、因为v1>v2,结合①②可知:FM>FN,故B正确;
D、由于小球在磁场中运动,磁场力对小球不做功,整个过程中小球的机械能守恒,所以小球可以到达轨道的另一端,而电场力做小球做负功,所以小球在达到轨道另一端之前速度就减为零了,故不能到达最右端,故D错误;
故选:AB.
如图所示,光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管,试管底部有一带电小球.在水平拉力F作用下,试管向右匀速运动,带电小球能从试管口处飞出,关于带电小球及其在离开试管前的运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球能从管口处飞出,说明小球受到指向管口洛伦兹力,根据左手定则判断,小球带正电.故A错误.
B、小球受到指向管口洛伦兹力,所以洛伦兹力对小球做正功.故B正确.
C、设管子运动速度为v1,小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动.小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B,q、v1、B均不变,F1不变,则小球沿管子做匀加速直线运动.与平抛运动类似,小球运动的轨迹是一条抛物线.故C正确.
D、设小球沿管子的分速度大小为v2,则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B,v2增大,则F2增大,而拉力F=F2,则F逐渐增大.故D正确.
故选:BCD.
(2015秋•烟台期末)如图所示为洛伦兹力演示器的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过加在电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节.下列办法一定可使电子束径迹半径变大的是( )
正确答案
解析
解:根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是顺时针方向,电子在加速电场中加速,由动能定理有:
eU=mv02…①
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,有:eBv0=…②
解得:r=…③
A、增大励磁线圈中电流,使磁场增大,同时增大电子枪的加速电压,使速度增大,故半径不一定增大,故A错误;
B、增大励磁线圈中电流,使磁场增大,同时减小电子枪的加速电压,使速度减小,故半径一定减小,故B错误;
C、减小励磁线圈中电流,使磁场减小,同时增大电子枪的加速电压,使速度增大,故半径一定增大,故C正确;
D、减小励磁线圈中电流,使磁场减小,同时减小电子枪的加速电压,使速度减小,故半径不一定增大,故D错误;
故选:C
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