- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
如图所示空间有垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m=1kg的带正电的绝缘小滑块,沿斜面先向上运动,当滑到最高点后又沿斜面下滑.关于滑块在斜面上的整个运动中所受的洛伦兹力方向,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:带正电的电荷在向外的磁场中向上运动,根据左手定则可知,粒子的受到的洛伦兹力的方向垂直斜面向下;
当电荷向下运动时,则可知,洛伦兹力方向垂直斜面向上,所以D正确,ABC错误.
故选:D
如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B.已知地面光滑,AB接触面粗糙,A所带电荷量保持不变.下图中关于A、B的v-t图象大致正确的是 ( )
正确答案
解析
解:在t=t1之前物体A与小车共同做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得:F=(m+M)a,所以小车与物块的速度随时间均匀增大;对物块A根据牛顿第二定律有:f=ma.即静摩擦力提供其加速度,根据左手定则判断出物块A所受洛伦兹力方向竖直向上,物块所受的洛伦兹力qvB逐渐增大,由于物体A竖直方向受力平衡,所以A与B之间的压力减小,即它们间的最大静摩擦力减小,当两物体A、B之间的最大静摩擦力不能提供物块A原来的加速度a时,A、B发生相对滑动,此时物块A受到向左的滑动摩擦力f1=μFN虽然小于刚才的静摩擦力,但是滑动摩擦力的方向仍然向左,物块A仍然加速运动,物块所受向上的洛伦兹力qvB逐渐增大,由于物体A竖直方向受力平衡,物块A与小车B之间的压力减小,所以向左的滑动摩擦力也减小,即物块A的加速度在减小,直到t2时刻A、B之间的摩擦力减小到0,加速度减小到零,最后做匀速直线运动,在速度-时间图象中物块A的斜率逐渐减小到零;故C正确,ABD错误.
故选:C
如图所示,在光滑水平桌面上,平放一根两端封闭的内壁光滑的真空玻璃管,管长为L,管中一端放有一个质量为m,电荷量为+q的小球,此空间存在着垂直桌面向下的磁场,磁感应强度为B.现在给玻璃管施一平行桌面垂直管子的力,维持管子在桌面上以速度v作匀速平动,小球从管的底端开始向另一端运动,下述判断中正确的是( )
正确答案
解析
解:A:小球相对于管子只能上下运动,所以不是类平抛运动.故A错误.
B:对小球受力沿管子方向分析如图:
F合=qvB,由牛顿第二定律F合=ma得:
a=;
由v2-v02=2al得:
v1=;此时垂直于管子方向的速度为:v
所以离开时的速度为:,故B错误.
C:磁场力在沿管子方向的功为:qvBL,在垂直于管子方向做负功,所以总功不是qvBL,故C错误.
D:由:L=得:
L=得:t=
.故D正确.
故选:D
(2016春•海淀区校级月考)如图所示,长L的丝线的一端固定,另一端栓一带正电的小球,小球质量为m,带电量为q,使丝线与竖直方向成θ角,由静止释放小球,小球运动的空间有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,求:
(1)小球通过最低点速度大小.
(2)小熊每次运动到最低点时,丝线的拉力大小.
正确答案
解析
解:(1)小球运动过程中,受重力、拉力和洛伦兹力,只有重力做功,机械能守恒,故:
mgL(1-cosθ)=mv2
解得:
v=
(2)在最低点,合力提供向心力,讨论如下:
1、向左经过最低点时,洛伦兹力向下,故:
T-mg-qvB=m
解得:
T=3mg-2mgcosθ+qB;
2、向右经过最低点时,洛伦兹力向上,故:
T-mg+qvB=m
解得:
T=3mg-2mgcosθ-qB;
答:(1)小球通过最低点速度大小为.
(2)小球向右运动到最低点时,丝线的拉力大小为3mg-2mgcosθ-qB;
小球向左运动到最低点时,丝线的拉力大小为3mg-2mgcosθ+qB;
如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘块,甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上,空间存在着水平方向的匀强磁场,在水平恒力F的作用下,甲、乙无相对滑动的一起向左加速运动,在加速运动阶段( )
正确答案
解析
解:A、甲、乙两物块间没有相对的滑动,是静摩擦力,由于乙与地面之间的没有摩擦力,整体的加速度不变,所以对于甲来说,静摩擦力作为合力产生加速度,由于整体的加速度不变,所以甲、乙两物块间的摩擦力不变,所以B正确,A错误,C错误;
D、甲带正电,在向左运动的过程中,受到的洛伦兹力的方向向下,所以对乙的压力变大.故D正确.
故选:BD.
在匀强磁场中,把一个重力不计的带电粒子由静止释放,这个带电粒子将( )
正确答案
解析
解:当带电粒子没有速度时,在磁场中不受洛伦兹力,则静止在磁场中.故D正确,ABC错误.
故选:D
(2015秋•辽源期末)带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,并恰好做匀速度直线运动,如图所示,若油滴的质量为m,磁感应强度大小为B,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:根据平衡条件知油滴受向上的洛伦兹力,根据左手定则判断油滴必带正电荷;由受力平衡有:
qv0B=mg
得:q=
故A正确;
故选:A.
如图所示,用绝缘细线悬挂的单摆,摆球带正电,悬挂于O点,摆长为l,当它摆过竖直线OC时便进入或离开一个匀强磁场,磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里,A、B点分别是最大位移处,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电小球在进入磁场的运动过程中,所受的洛伦兹力不做功,整个过程中小球的机械能守恒,所以A点和B点处于同一水平.故A正确.
B、球在A、B点时速度均为零,向心力均为零,细线的拉力大小都等于重力沿细线方向的分力,所以拉力大小相等.故B正确.
CD、根据小球的机械能守恒可知,小球向左和向右经过C点时速率相等,则向心力相同,但由于洛伦兹力方向相反,所以单摆向左或向右运动经过C点时线的拉力大小不等.故C正确,D错误.
故选:ABC
在下面的四幅图中,标出了匀强磁场磁感应强度B的方向、电荷速度v的方向以及电荷所受洛伦兹力f的方向,其中正确表示三者方向关系的图是( )
正确答案
解析
解:根据左手定则,可判断出洛伦兹力方向.
A图洛伦兹力的方向垂直纸面向里;B图洛伦兹力的方向垂直纸面向外;C图洛伦兹力方向向下;D图洛伦兹力方向向上.故C正确,A、B、D都错误.
故选:C
如图,MN是匀强磁场中的一块薄金属板,带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板(粒子速率变小),虚线表示其运动轨迹,由图知( )
正确答案
解析
解:A、带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板后粒子速率变小,根据带电粒子在磁场中运动的半径公式:,粒子的半径将减小,故粒子应是由下方穿过金属板,故粒子运动方向为edcba,根据左手定则可得,粒子应带负电,故A错误;
BC、带电粒子穿过金属板后速度减小,由r= 轨迹半径应减小,故可知粒子运动方向是edcba,故B错误,C正确;
D、由T= 可知,粒子运动的周期和速度无关,而上下均为半圆,故所对的圆心角相同,故粒子的运动时间均为
,故D错误;
故选:C.
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