- 磁场对运动电荷的作用
- 共2267题
如图所示,一个带负电荷的小球在真空中水平抛出,水平方向的匀强磁场与小球的轨迹平面垂直,若小球能够落地,则( )
正确答案
解析
解:AC、根据运动的带电粒子,垂直于磁场中运动,由左手定则可判定洛伦兹力总垂直于速度,则洛伦兹力不做功,同时还受到重力,因此机械能守恒,由于洛伦兹力水平方向的分力,导致水平方向速度为零,则速度可能竖直向下,故AC正确;
B、水平方向合外力不为零,因此水平方向动量不守恒,故B错误;
D、根据P=mv,可知,过程中v的大小变化,则动量大小变化,故D错误;
故选:AC.
如图所示,匀强磁场中有一个开口向上的绝缘半球,内壁粗糙程度处处相同,将带有正电荷的小球从半球左边最高处静止释放,物块沿半球内壁只能滑到右侧的C点处;如果撤去磁场,仍将小球从左边最高点释放,则滑到右侧最高点应是( )
正确答案
解析
解:由左手定则可知,小球由左向有滑动时,所受的洛伦兹力垂直于半球沿半径指向圆心,球与半球间的压力小于没有磁场时的压力,小球受到的摩擦力较小,克服摩擦力做功较少,小球损失的机械能较少,小球在右侧到达的高度较高;
撤掉磁场后,小球受到的摩擦力增大,克服摩擦力做功变大,小球损失的机械能增大,小球在右侧能达到的最高点降低,低于C点,故ABD错误,C正确;
故选C.
如图所示,在电子射线管上方平行放置一通电长直导线,电流方向从左向右,则电子射线将( )
正确答案
解析
解:由通电导线的电流方向,根据右手螺旋定则可得电子射线管处于垂直纸面向里的磁场,当电子流方向从左向右,则由左手定则可得粒子向下偏转.
故选:B
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由于洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向,所以洛伦兹力只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小,对带电粒子不做功.故A正确;
B、运动电荷在磁感应强度不为零的地方,根据f=qvBcosθ,θ是v与B的夹角,当夹角是0时,洛伦兹力为0,故B错误;
C、根据左手定则,洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向,即垂直于磁场方向和速度方向所决定的平面,但是磁场方向与速度方向不一定垂直.磁场方向与速度方向不垂直时,f=qvBcosθ,θ是v与B的夹角,当夹角是0时,洛伦兹力为0,但磁感应强度不是0.故C错误;
D、由于洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向,所以洛伦兹力只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小.故D错误.
故选:A
运动的电荷在磁场中一定受洛伦磁力的作用.______(判断对错)
正确答案
×
解析
解:当运动的电荷的速度方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力;
故答案为:×.
下列哪种力是洛伦兹力( )
正确答案
解析
解:A、磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力.故A正确.
B、电场对电荷的作用力称为电场力.故B错误.
C、磁铁对小磁针的作用力称为磁场力.故C错误.
D、电荷间相互作用力称为库仑力.故D错误.
故选:A.
初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( )
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ACD错误,B正确.
故选:B
标明下列图中洛伦兹力的方向.
正确答案
解: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洛伦兹力的方向.
根据左手定则逐个判断即可,洛伦兹力的方向如图所示.
解析
解: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洛伦兹力的方向.
根据左手定则逐个判断即可,洛伦兹力的方向如图所示.
如图所示,顶角为2θ的表面光滑的圆锥体固定在某匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下,现有一质量为m、带点量为+q的小球沿锥面做圆周运动,如图中虚线所示,问:
(1)顺磁场方向观察时,小球应顺时针还是逆时针方向转动;
(2)此小球做圆周运动的最小半径是多少.(逆时针r≥)
正确答案
解:(1)以小球为研究对象,由于小球做圆周运动,所以小球受重力、垂直于斜面的弹力和指向圆心的安培力,受力分析如图;据图根据左手定则可知,沿磁场方向观察时,小球应逆时针方向转动.
(2)由于小球做圆周运动,以上三力的合力提供向心力,且qvB≥Ncosθ
小球做圆周运动时,据牛顿第二定律得:qvB-Ncosθ=
据受力分析图可知,mg=Nsinθ
联立以上各式代入数据解得:r≥
答:(1)顺磁场方向观察时,小球逆时针方向转动;(2)此小球做圆周运动的最小半径应满足r≥.
解析
解:(1)以小球为研究对象,由于小球做圆周运动,所以小球受重力、垂直于斜面的弹力和指向圆心的安培力,受力分析如图;据图根据左手定则可知,沿磁场方向观察时,小球应逆时针方向转动.
(2)由于小球做圆周运动,以上三力的合力提供向心力,且qvB≥Ncosθ
小球做圆周运动时,据牛顿第二定律得:qvB-Ncosθ=
据受力分析图可知,mg=Nsinθ
联立以上各式代入数据解得:r≥
答:(1)顺磁场方向观察时,小球逆时针方向转动;(2)此小球做圆周运动的最小半径应满足r≥.
如图所示,有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘水平面上,并且处在磁感应强度为B、方向指向纸内的匀强磁场中,为了使小球飘离平面,现将匀强磁场以平行于纸面方向的速度移动,其最小速度为多大?方向应如何?
正确答案
解:若小球刚好飘离平面,则小球受的洛仑兹力方向应向上,大小等于重力,
即qvB=mg.
得v=(v指小球与磁场的相对运动速度).
根据左手定则知,小球相对于磁场的方向向右,则磁场相对于纸面的方向水平向左.
答:匀强磁场应以v=这个水平向左的速度移动,方可使小球刚好飘离水平面.
解析
解:若小球刚好飘离平面,则小球受的洛仑兹力方向应向上,大小等于重力,
即qvB=mg.
得v=(v指小球与磁场的相对运动速度).
根据左手定则知,小球相对于磁场的方向向右,则磁场相对于纸面的方向水平向左.
答:匀强磁场应以v=这个水平向左的速度移动,方可使小球刚好飘离水平面.
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