- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
如图所示为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹.室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里),由此可知此粒子( )
正确答案
解析
解:粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式为r=,可见半径与速率成正比.粒子通过穿过铅板后动能减小,速率减小,则粒子的轨迹半径应减小.由图看出,粒子的运动方向应是从下向上穿过铅板;粒子弯曲的方向向左上,由左手定则判断可知,该粒子一定带正电.故A正确,BCD错误.
故选:A
如图所示,在通电直导线下方,有一电子沿平行导线方向以速度v向左开始运动,则( )
正确答案
解析
解:根据右手螺旋定则判断出通电导线下方的磁场方向垂着纸面向里,由左手定则可知电子受到的洛伦兹力向上,因此电子将向上偏,即转沿轨迹I运动,离导线越近,磁场越强,根据R=可知半径越来越小,故BCD错误,A正确.
故选:A.
狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布,距离它r处的磁感应强度大小为B=
(k为常数).磁单极子N的磁场分布如图甲所示,与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似.假设磁单极子N和正点电荷Q均固定,有一带电小球分别在N和Q附近做匀速圆周运动,则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、要使粒子能做匀速圆周运动,则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力;在甲图中,若粒子为正电荷且顺时针转动(由上向下看)则其受力斜向上,与重力的合力可以指向圆心,故A正确;而若为负电荷,但逆时针转动,同理可知,合力也可以充当向心力,故C正确;
B、Q带正电,则带正电荷的小球在图示位置各点受到的电场力背向Q,则电场力与重力的合力不可能充当向心力,不会在Q正下方,故B错误;
但若小球带负电,则小球受电场力指向Q,故电场力与重力的合力可以提供向心力,可以在Q正下方运动,故D正确;
故选:ACD.
我国北极科考队在北极观看到了美丽的极光.极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时,被地球磁场俘获,从而改变原有运动方向,向两极做螺旋运动,如图所示.这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦,从而激发大气分子或原子使其发出各种颜色的光.科学家发现并证实,向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的,这主要与下列哪些因素有关( )
正确答案
解析
解:A、粒子在运动过程中,若电量增大,由洛伦兹力提供向心力,得出的半径公式,可知,当电量增大时,半径是减小,与太阳的引力做功无关,故A错误;
B、粒子在运动过程中,南北两极的磁感应强度较强,由洛伦兹力提供向心力,得出的半径公式r=,当半径是减小,可知磁感应强度在增加,故B正确;
C、粒子在运动过程中可能受到空气的阻力,对粒子做负功,所以其动能会减小.故C正确;
D、粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直,所以洛伦兹力不做功.故D错误.
故选:BC.
带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动,当小球每次通过最低点A时( )
正确答案
解析
解:A、由于小球的运动方向不同,则根据左手定则可知,洛伦兹力的方向不同,则受到的磁场力不同.故A错误
B、由题意可知,拉力与洛伦兹力对小球不做功,仅仅重力作功,则小球机械能守恒,所以小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时的动能相同,故B正确;
C、拉力与洛伦兹力对小球不做功,仅仅重力作功,则小球机械能守恒,所以小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时的速率相等,则小球的向心加速度相等.故C正确.
D、由B选项可知,速度大小相等,则根据牛顿第二定律可知,由于速度方向不同,导致产生的洛伦兹力的方向也不同,则拉力的大小也不同,向左摆动通过A点时所受洛伦兹力的方向向上,充当一部分向心力,故绳子拉力较小,即向右摆动通过A点时悬线的拉力大于向左摆动通过A点时悬线的拉力,故D正确;
故选:BCD.
来自宇宙的电子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,在进入地球周围的空间时,由于地磁场的作用,这些电子将( )
正确答案
解析
解:电子流受到地磁场作用力而偏转,地磁场由南到北,电子带负电,有左手定则判断得将相对于预定点稍向西偏转,故ABD错误,C正确;
故选:C.
一带电粒子(不计重力)以一定速度垂直射入匀强磁场中,则不受磁场影响的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、电子在磁场中做匀速圆周运动,速度的方向始终沿圆弧的切线方向,所以速度的方向吧变化的.故A错误;
B、洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直,所以洛伦兹力的方向不断变化,则加速度的方向不断变化.故B错误.
C、洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直,所以洛伦兹力只是改变了电子的运动方向,并没有改变速度的大小,磁场不会对电子做功,所以电子的动能不变,不受磁场的影响.故C正确,D错误.
故选:C.
(2015秋•厦门校级期中)下列关于磁场的通电导线和运动电荷的说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、磁场对通电导线的作用力即安培力方向与磁场方向一定垂直.故A正确.
B、有固定转动轴的通电线框在磁场中不一定会转动,当合力矩为零,通电线圈在磁场不会转动.故B错误.
C、带电粒子只受洛伦兹力作用时,洛伦兹力与速度方向始终垂直,对电荷不做功,动能不变,而速度方向发生变化,速度一直在变.故C正确.
D、当电荷与磁场方向平行时,不受洛伦兹力,电荷在磁场中做匀速直线运动.故D错误.
故选AC
如图是带电粒子在气泡室中运动径迹的照片及其中某条径迹的放大图.匀强磁场与带电粒子运动径迹垂直,A、B、C是该条径迹上的三点.若该粒子在运动过程中质量和电量保持不变,不断克服阻力做功,则关丁此径迹下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、据题意,带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场,粒子的能量逐渐减小,速度减小,
则由公式r=得知,粒子的轨迹半径逐渐减小,由图看出,粒子的运动方向是从A经B向C运动,故A正确,B错误.
C、若粒子带正电,由左手定则判断可知,磁场方向垂直纸面向里;若粒子带负电,由左手定则判断可知,磁场方向垂直纸面向外,故CD错误;
故选:A.
如图所示.匀强磁场的方向垂直于纸面向里,带电量为q,质量为m的带电粒子以速度v垂直磁场方向射入磁场中,带电粒子在磁场中的运动轨迹如图,下列关于带电粒子及磁场的说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,洛伦兹力指向圆心,磁场垂直向里,根据左手定则,则有粒子带正电,故A错误;
B、根据牛顿第二定律,结合向心力表达式,则有:qBv=,解得:r=
,
因洛伦兹力总垂直速度,则速度大小不变,由于轨道半径减小,则的值在减小,
若带电粒子的质量、速度大小不变,则带电量逐渐增大,故B正确;
C、由上分析,可知,当带电粒子的电量、速度大小不变,则质量逐渐减小,故C错误;
D、根据B选项分析可知,粒子的速度大小不变,而的值在减小,因此带电粒子的质量、电量肯定会变,故D错误;
故选:B.
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