运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
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运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
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题型：填空题

填空题

质子（H）和α粒子（He）以相同速度垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子所受的洛伦兹力之比为______，轨道半径之比为______．

正确答案

1：2

解析

解：质子（11H）和α粒子（24He）的质量比为1：4，电量之比为1：2．根据F=qvB得，洛伦兹力之比为1：2．

由，知r=．半径之比为1：2．

故答案为：1：2，1：2．

题型：简答题

简答题

质子的速率v=3.0×106m/s，垂直射入B=0.1T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力有多大？方向如何？（每个质子的电荷量为1.6×10-19C）

正确答案

解析

解：根据F=qvB得，F=1.6×10-19×3×106×0.1N=4.8×10-14N．

根据左手定则可知，洛伦兹力的方向竖直向上；

答：受到的洛伦兹力4.8×10-14N，方向是竖直向上．

题型：单选题

单选题

一个带正电的小球以速度v0沿光滑的水平绝缘桌面向右运动，飞离桌面边缘后，通过匀强磁场区域，落在地板上，磁场方向垂直于纸面向里（如图所示），其水平射程为s1，落地速度为v1，撤去磁场后，其他条件不变，水平射程为s2，落地速度为v2，则（　　）

As1=s2

Bs1＜s2

Cv1=v2

Dv1＞v2

正确答案

解析

解：A、B、有磁场时，小球下落过程中要受重力和洛仑兹力共同作用，重力方向竖直向下，大小方向都不变；洛仑兹力的大小和方向都随速度的变化而变化，但在能落到地面的前提下洛仑兹力的方向跟速度方向垂直，总是指向右上方某个方向，其水平分力fx水平向右，竖直分力fy竖直向上．

如图所示，竖直方向的加速度仍向下，但小于重力加速度g，从而使运动时间比撤去磁场后要长，即t1＞t2，所以，

小球水平方向也将加速运动，从而使水平距离比撤去磁场后要大，即s1＞s2，故AB均错误；

C、D、在有磁场，重力和洛仑兹力共同作用时，其洛仑兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直，不对粒子做功，不改变粒子的动能，有磁场和无磁场都只有重力作功，动能的增加是相同的．有磁场和无磁场，小球落地时速度方向并不相同，但速度的大小是相等的，故C正确、D错误．

故选：C．

题型：单选题

单选题

如图表示运动电荷在匀强磁场中所受洛伦兹力F的方向，其中正确的是（　　）

正确答案

解析

解：A、根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向向下，故A正确；

B、带电粒子运动方向与磁场平行，不受洛伦兹力，故B错误

C、根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向向下，故C错误；

D、根据左手定则可知受到的洛伦兹力方向垂直于纸面向外，故D错误

故选：A

题型：多选题

多选题

如图所示，在直角三角形ABC内分布着磁感应强度B=4×10-4T的匀强磁场，磁场方向垂直三角形所在平面向外．在AB边上的D点有一粒子源向磁场区域内以不同的速率发射比荷=2.5×105C/kg的带正电的粒子，粒子的发射速度均垂直于AB边，已知AB=3cm，AD=cm，∠A=，下列说法正确的是（　　）

A速率v＞m/s的粒子一定从AC边射出

B速率v＜m/s的粒子可能从AD之间射出

C速率v＜m/s的粒子可能从 BC边射出

D速率v＜m/s的粒子一定从DB之间射出

正确答案

A,D

解析

解：如图粒子刚好从AC射出时，由几何关系可知

R=OM=cm

洛伦兹力提供向心力，qvB=

解得v=m/s

故速率v＞m/s的粒子一定从AC边射出，速率v＜m/s的粒子一定从DB之间射出

故选：AD

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