- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地磁场后,由于地磁场的作用,这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动,在两极大气中形成极光.研究发现,这些带电粒子向两极运动的过程中,旋转半径不断减小.如图所示,此运动形成的原因是有( )
正确答案
解析
解:A、地球的磁场由南向北,当带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向西,所以粒子将向西偏转;当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向,粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直,所以洛伦兹力不做功,故A错误;
B、粒子在运动过程中可能受到空气的阻力,对粒子做负功,所以其动能会减小,故B正确;
C、粒子在运动过程中,若电量减小,由洛伦兹力提供向心力,得出的半径公式,可知,当电量减小时,半径是增大.故C错误;
D、粒子在运动过程中,南北两极的磁感应强度较强,由洛伦兹力提供向心力,得出的半径公式,可知,当磁感应强度增加时,半径是减小.故D正确.
故选:BD
如图所示,一质量为m,带电荷量为+q的小物体,在水平方向的匀强磁场B中,从倾角为
的绝缘光滑足够长的斜面上由静止开始下滑,求:
(1)此物体在斜面Q上运动的最大速度.
(2)此物体在斜面上运动的距离.
(3)此物体在斜面上运动的时间.
正确答案
解析
解:(1)当洛伦兹力等于小球重力垂直斜面方向的分力时,则小球刚好要离开斜面,
因此,qvmB=mgcosθ;
解得:vm=
(2)由于小球在下滑过程中,做匀加速直线运动,
受力分析,由牛顿第二定律,则有:a==gsinθ;
由运动学公式v2=2as则有:
s=;
(3)因做匀加速直线运动,根据v=at,则有:
t=;
答:(1)此物体在斜面Q上运动的最大速度.
(2)此物体在斜面上运动的距离.
(3)此物体在斜面上运动的时间.
(2015秋•湖北校级期末)关于运动电荷在匀强磁场中所受的洛仑磁力,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、带电粒子要在磁场中运动,并且速度方向与磁场方向不在同一直线上才受到洛伦兹力,故A错误.
B、根据左手定则可知,洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于带电粒子的速度方向,故B错误.
C、根据左手定则可知,洛伦兹力的方向既垂直于磁场方向,又垂直于带电粒子的速度方向,所以当电荷运动的方向发生变化时,洛仑磁力的方向也随之变化,故C正确.
D、洛伦兹力的大小公式:f=qvBsinθ可知,洛仑磁力的大小与电荷的运动方向和磁力方向的夹角有关,故D错误.
故选:C.
如图,长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液,在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片,使溶液中通入沿x轴正向的电流I,沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面( )
正确答案
解析
解:A、电流向右,正离子向右运动,磁场的方向是竖直向上的,根据左手定则可以判断,正离子受到的洛伦兹力的方向是向前,即向a处运动,同理,可以判断负离子受到的洛伦兹力的方向也是指向a处的,所以a处整体不带电,a的电势和b的电势相同,所以A错误;
B、由于正负离子都向a处运动,所以a处的离子浓度大于b处离子浓度,所以B正确;
CD、离子都向a出运动,并没有上下之分,所以溶液的上表面电势等于下表面的电势,溶液的上表面处的离子浓度也等于下表面处的离子浓度,所以CD错误.
故选B.
如图,一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v,若加上一个垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时( )
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,但正压力变大,摩擦力变大,根据动能定理,有:
mgh-Wf′=mv′2-0,Wf′>Wf,所以v′<v.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
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