- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
如图所示,一束正电粒子自下而上垂直进入一磁场区域.发现该粒子发生如图的偏转.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若框内为向左的磁场,则根据左手定则粒子受到的洛伦兹力的方向向外,故A错误;
B、若框内为向右的磁场,则根据左手定则粒子受到的洛伦兹力的方向向里.故B错误;
C、由图知,粒子进入磁场后受到的洛伦兹力方向向右,根据左手定则判断可知,磁场方向垂直纸面向外.故C错误D正确.
故选:D
如图所示的两物块,甲带正电,乙是不带电的绝缘体.甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场.现用一水平拉力F拉乙物块,使甲、乙无相对滑动一起向左做匀加速运动,在此运动过程中( )
正确答案
解析
解:A、甲带正电,在向左加速运动的过程中,受到的洛伦兹力的方向向下,所以对乙的压力变大,乙与地面之间的为滑动摩擦力,压力变大,所以滑动摩擦力也变大;甲、乙两物块间没有相对的滑动,是静摩擦力,由于整体的加速度不变,所以对于甲来说,静摩擦力作为合力产生加速度,所以甲、乙两物块间的摩擦力不变,所以A错误,B正确;
C、由上分析可知,因洛伦兹力作用,导致乙对地面的压力增大,由于加速度不变,根据牛顿第二定律,则有水平拉力增大,故C错误,D正确;
故选:BD.
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,A、B接触面粗糙,A所带电荷量保持不变,下列四图中关于A、B的v-t图象及A、B之间摩擦力Ff-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.
当物块A与小车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,物块与小车发生了相对滑动,此时物块A受到向右的滑动摩擦力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右,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,所以向右的滑动摩擦力也减小,即物块A的加速度在减小,A做加速度逐渐减小的加速运动,则速度增大的越来越慢,洛伦兹力增大的越来越慢,摩擦力减小的越来越慢.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AC正确BD错误.
故选:AC
高二的一位同学在我校实验室做实验,他先让一绝缘滑块带上正电,并让它以一定的初速度开始在水平绝缘板上自南向北滑动,忽略磁偏角,关于这个滑块运动过程在受到的来自于磁场的洛伦兹力,下面说法正确的是( )
正确答案
解析
解:滑块以一定的初速度开始在水平绝缘板上自南向北滑动,忽略磁偏角,则滑块运动的方向与地球的磁场方向平行,则滑块不受洛伦兹力的作用.
故选:D
有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是( )
正确答案
解析
解:A:安培力:F=BILsinθ,其中θ为电流方向与磁场方向的夹角.当θ=0°时,就算有电流和磁场也不会有安培力.故A错误.
B:导线中定向移动的电荷受到的洛伦兹力在宏观上就表现为导线受到的安培力,所以说:安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现.故B正确.
C:通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向根据左手定则,应该是相互垂直.故C正确.
D:根据左手定则:洛伦兹力的方向与电荷运动方向垂直,故洛伦兹力对电荷不做功.故D错误.
故选:BC.
如图所示,带负电的小球质量为m、电荷量为q,用绝缘细线悬挂着,小车在水平面上以速度v匀速向右运动,若在小车运动区域内加一竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场,则悬线将向______方向偏离竖直方向,偏角θ=______,悬线的拉力为______.
正确答案
纸内
arctan
解析
解:由左手定则可知,负电小球受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里,因此悬线将向纸内方向偏离,
对小球受力分析,重力,拉力与洛伦兹力,
根据力的平行四边形定则,结合平衡条件,则有:tanθ=
解得:θ=arctan
由力的合成法则,则有悬线的拉力为T=
故答案为:纸内,arctan,
.
下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、洛伦兹力的方向与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,但安培力可以做功,可做正功,也可做负功,故A错误;
B、不改变速度的大小,只改变速度的方向,所以不改变粒子的动能.故B错误,C正确.
D、洛伦兹力与速度方向始终垂直,其作用效果只改变速度的方向,故D错误;
故选:C.
如图甲所示,粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球,整个装置处在由水平匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,在整个运动过程中小球的v~t图象如图乙所示,其中错误的是( )
正确答案
解析
解:小球在水平方向上电场力和洛伦兹力以及杆子的弹力,开始速度比较小,洛伦兹力小于电场力,当速度增大,洛伦兹力增大,则弹力减小,摩擦力减小,根据牛顿第二定律,知加速度增大,知小球先做加速度增大的加速运动.当弹力0时,加速度最大,然后洛伦兹力大于电场力,速度增大,洛伦兹力增大,则弹力增大,摩擦力增大,根据牛顿第二定律,加速度减小,知小球然后做加速度减小的加速运动,当重力等于摩擦力时,做匀速直线运动.故C正确,A、B、D错误.
本题选错误的,故选ABD.
如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的而且绝缘,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放,a、b为轨道的最低点,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、由上可知,两小球到达轨道最低点的速度Va>Vb,故A正确;
B、因为va>vb,结合①②可知:Fa>Fb,故B错误;
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C错误;
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正确;
故选:AD.
一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图的磁场,分离为1、2、3三束,则不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据1束的偏转方向,粒子受到向左的洛伦兹力,由左手定则可以判断1是带正电的,选项A是正确的.
B、3束粒子向右偏,粒子受到向右的洛伦兹力,由左手定则可知此束粒子带负电,选项B是正确.
C、2束粒子没有发生偏转,说明在磁场中没有受到洛伦兹力作用,此束粒子不带电,选项C正确.
D、由以上分析可知,选项D错误.
本题选错的,故选:D.
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