- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
如图所示,空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为 0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之 间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t=0时对木板施加方向水平向左,大小为0.6N恒力,g取10m/s2.则( )
正确答案
解析
解:ABC、由于动摩擦因数为0.5,静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2,所以当0.6N的恒力作用于木板时,系统一起以a==
m/s2=2m/s2的加速度一起运动,当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时Bqv=mg,
解得:v=10m/s,此时摩擦力消失,滑块做匀速运动,而木板在恒力作用下做匀加速运动,a==
m/s2=3m/s2.可知滑块先与木板一起做匀加速直线运动,然后发生相对滑动,做加速度减小的变加速,最后做速度为10m/s的匀速运动.故A、B错误,C正确.
D、滑块开始的加速度为2m/s2,然后加速度逐渐减小,当减小到零,与木板脱离做匀速直线运动,知5s末的速度小于10m/s,知此时摩擦力不为零,还未脱离木板.故D正确.
故选CD.
如图所示,用长为L的绝缘线将一带正电的绝缘材质的摆球悬于O点摆动,该球可视为点电荷.当摆球过竖直线OC时,便进入或离开一个匀强磁场,磁场方向垂直摆动平面.摆球沿ACB圆弧来回摆动且摆角小于5°,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、球在A、B点时速度均为零,向心力均为零,细线的拉力大小都等于重力沿细线方向的分力,所以拉力大小相等.故A错误.
B、带电小球在磁场中运动过程中洛伦兹力不做功,整个过程中小球的机械能都守恒,所以A、B处于同一水平线上.故B正确.
C、由于洛伦兹力不做功,不改变小球的动能,所以单摆的周期与没有磁场时相同,即有T=2.故C正确.
D、根据小球的机械能守恒可知,小球向左和向右经过D点时速率相等,则向心力相同,但由于洛伦兹力方向相反,所以单摆向左或向右运动经过D点时线的拉力大小不等.故D错误.
故选:BC
如图所示,在光滑绝缘,倾角为α的斜面上,有垂直斜面向上的磁场.质量为m,带电量为q(q>0)的滑块,从t=0开始,在平行于斜面的水平恒力F作用下,沿F的方向由静止开始做加速度a=
的匀加速运动,则( )
正确答案
解析
解:A、物体做变速运动,由运动学公式可得:v=at;故洛仑兹力F=Bqv=Bqat,故力的大小与时间成正比;故A正确,B错误;
C、要使物体的加速度为a=,F之外的其他力的合力应为零,由左手定则可知,洛仑兹力沿斜面向上,故应与重力向下的分力平衡;故mgsinθ=Bqat
解得:B=;故C正确,D错误;
故选:AC.
如图所示,空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板右端无初速度放上一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.t=0时对滑块施加方向水平向左、大小为0.6N的恒力,g取10m/s2.则( )
正确答案
解析
解:ABC、由于动摩擦因数为0.5,在静摩擦力的作用下,木板的最大加速度为:
amax=m/s2=2.5m/s2,
所以当0.6N的恒力作用于滑块时,系统一起以a==
的加速度一起运动,
当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力,滑块对木板的压力减小,摩擦力减小,木板的加速度减小,所以木板做的是加速度减小的加速运动,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,
此时有:Bqv=mg,
代入数据得:v=10m/s,
此时摩擦力消失,木板做匀速运动,所以A错误,C正确;
而滑块在水平方向上受到恒力作用,速度增加,洛伦兹力增大,滑块将做曲线运动,所以B错误;
D、当滑块和木板开始发生相对滑动时,木板的加速度恰好为共同的加速度2m/s2,
对木板有:f=Ma=0.2×2N=0.4N,
再根据f=μ(mg-qvB)
解得:v=2m/s,
根据v=at可得所以运动的时间为:t=1s
所以D正确.
故选:CD.
某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场,A、B两个物块叠放在一起,并置于光滑的绝缘水平地面上.物块A带正电,物块B为不带电的绝缘块.水平恒力F作用在物块B上,使A、B一起由静止开始向左运动.在A、B一起向左运动的过程中,A、B始终保持相对静止.以下关于A、B受力情况的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、D、物体A带正电,在向左运动的过程中,受到的洛伦兹力的方向向下,所以对B的压力变大,B对地面的压力变大,故A错误,D正确;
B、C、物块A与B间没有相对的滑动,是静摩擦力,由于B与地面之间没有摩擦力的作用,所以AB受到的合力不变,加速度大小不变,AB之间的摩擦力不变,故B正确,C错误;
故选:BD.
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