- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
如图,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称.导线均通有大小相等、方向向上的电流.已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度B=k
,式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离.一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点.关于上述过程,下列说法正确的是( )
①小球先做加速运动后做减速运动 ②小球一直做匀速直线运动
③小球对桌面的压力先减小后增大 ④小球对桌面的压力一直在增大.
正确答案
解析
解:根据右手螺旋定则可知,从a点出发沿连线运动到b点,直线M处的磁场方向垂直于MN向里,直线N处的磁场方向垂直于MN向外,所以合磁场大小先减小过O点后反向增大,而方向先里,过O点后向外,根据左手定则可知,带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始的方向向上,大小在减小,过O得后洛伦兹力的方向向下,大小在增大.由此可知,小球在速度方向不受力的作用,则将做匀速直线运动,而小球对桌面的压力一直在增大,故①③错误,②④正确.
故选:D.
(2012秋•荔湾区校级期末)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错误.
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C错误.
D、带电粒子的加速度始终指向圆心,方向改变,加速度改变.故D错误.
故选:A.
如图所示,一粒子先后通过竖直方向的匀强电场区和竖直方向的匀强磁场区,最后粒子打在右侧屏上第二象限上的某点,若粒子带正电,则E方向______,B 方向______.
正确答案
向上
向上
解析
解:因带电粒子打在第二象限上的某点,必在电场中向上偏,在磁场中向右偏,即在电场中受向上的电场力,在磁场中受指向右侧的洛伦兹力.
故答案为:向上,向上.
如图所示,匀强磁场垂直纸面向里,有一足够长的等腰三角形绝缘滑槽,两侧斜槽与水平夹角均为θ,在斜槽的顶点两侧各放一个质量相等、带等量负电荷的小球A和B,两小球与斜槽动摩擦因数相等,且μ<tanθ.将两小球同时由静止释放,忽略小球间的静电力作用,下面说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由左手定则可知,滑块A受到的洛伦兹力垂直于斜面向上,洛伦兹力为:f=qvB,
由牛顿第二定律可知,物体的加速度为:aA=,
滑块沿斜面加速下滑,速度v越来越大,加速度aA越来越小,A做变加速度运动;
B受到的洛伦兹力垂直于斜面向下,由牛顿第二定律可知,物体的加速度为:
aB=,滑块沿斜面加速下滑,速度v越来越大,
加速度aB=越来越小,B做变加速度运动;aA>aB,故AB错误,C正确;
D、A受到的洛伦兹力垂直于斜面向上,当洛伦兹力等于重力垂直于斜面的分力后,
小球将离开斜面;滑块B垂直于斜面向下,滑块做加速度越来越小的加速运动,
当滑动摩擦力等于重力平行于斜面向下的分力时,滑块做匀速直线运动,
滑块不会离开斜面,故两滑块沿斜槽的最大位移的大小关系为sA<sB,故D正确;
故选:CD.
如图所示,表面光滑绝缘的半圆弧形槽固定在地面上,其直径AB在水平方向上,与槽面垂直的空间加上图中所示的匀强磁场.将质量为m的带正电小球自槽口A处由静止释放,小球第一次到达槽最低点时,对槽的压力大小为mg,则小球在以后的运动过程中,对槽的最大压力大小为( )
正确答案
解析
解:设小球第一次经过最低C点时速度为v1,对小球A→C过程由机械能守恒得:
mgR=mv12-0,解得v1=
①
当小球第二次经过C点时对C点压力最大
由机械能守恒得mgR=mv22,解得v2=
②
对小球在C点由向心力公式得:FN-mg-Bqv2=m③
又mg+Bqv1-mg=m ④
由①、②、③、④四式联解得FN=5mg.
故选:C.
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