- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
如图所示,一个带正电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v.若加上一个垂直于纸面指向纸外的方向的磁场,则物体滑到底端时( )
正确答案
解析
解:未加磁场时,根据动能定理,有mgh-Wf=mv2-0.加磁场后,多了洛伦兹力,洛伦兹力不做功根据左手定则,洛伦兹力的方向垂直斜面向上,所以物体对斜面的压力减小,所以摩擦力变小,摩擦力做的功变小,根据动能定理,有mgh-Wf′=
mv′2-0,Wf′<Wf,所以v′>v.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
质量为m、带电量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感强度为B,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、小球向下运动,由磁场垂直纸面向外,又由于洛伦兹力垂直斜面向上,所以小球带正电.故A错误;
B、小球没有离开斜面之前,在重力,支持力、洛伦兹力作用下做匀加速直线运动,虽然速度变大,导致洛伦兹力变大,但三个力的合力却不变,故B正确;
C、小球没有离开斜面之前,在重力,支持力、洛伦兹力作用下做匀加速直线运动,虽然速度变大,导致洛伦兹力变大,但重力沿斜面向下的分力却不变,即三个力的合力却不变,故C错误;
D、则小球在斜面上下滑过程中,当小球受到的洛伦兹力等于重力垂直与斜面的分力相等时,小球对斜面压力为零.所以Bqv=mgcosθ,则速率为.故D错误;
故选:B
带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场,若只考虑洛伦兹力,则粒子一定( )
正确答案
解析
解:A、洛伦兹力方向总是与带电粒子的运动方向垂直,对带电粒子总不做功,根据动能定理,洛伦兹力不改变带电粒子的动能,带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场时做匀速圆周运动.故A正确;
B、C、洛伦兹力不改变带电粒子的动能,即不改变带电粒子的速度大小,但改变粒子速度的方向.故B错误,C错误.
D、带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场,受到的洛伦兹力不是0,所以不可能做匀速直线运动.故D错误.
故选:A.
一带电粒子沿垂直磁场方向射入一匀强磁场,经过一铅板P后,半径减小,轨迹如图所示.则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:带电粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得:qvB=
整理得:R=
由于粒子穿过铅板后速度v变小,电量q不变,所以粒子运动的半径R减小,从图中可以看出粒子从A运动到B,粒子的运动方向已知,根据左手定则判断粒带电的正负,将左手掌摊平,让磁力线穿过手掌心,四指表示正电荷运动方向,则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向;所以粒子带正电,故A正确,BCD错误.
故选:A
如图所示,A和B的距离为0.2米电子在A点的速度V0=1.0×107m/s,已知电子质量为m=0.91×10-30㎏,电量为e=1.6×10-19C
(1)为使电子沿半圆周由A运动到B,求所加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向.
(2)电子从A运动到B需要多长的时间?
正确答案
解析
解:(1)根据洛伦兹力公式,结合牛顿第二定律,则有:f=qvB=m
解得:B==
;
磁场的方向垂直纸面向里;
(2)由周期公式,T=
解得:t=
答:(1)为使电子沿半圆周由A运动到B,所加匀强磁场的磁感应强度B的大小5.7×10-4T和方向垂直纸面向里.
(2)电子从A运动到B需要3.13×10-8s的时间.
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