- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
如图所示空间有垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m=1kg的带正电的绝缘小滑块,沿斜面先向上运动,当滑到最高点后又沿斜面下滑.关于滑块在斜面上的整个运动中所受的洛伦兹力方向,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:带正电的电荷在向外的磁场中向上运动,根据左手定则可知,粒子的受到的洛伦兹力的方向垂直斜面向下;
当电荷向下运动时,则可知,洛伦兹力方向垂直斜面向上,所以D正确,ABC错误.
故选:D
如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,在t=0时刻用水平恒力F向左推小车B.已知地面光滑,AB接触面粗糙,A所带电荷量保持不变.下图中关于A、B的v-t图象大致正确的是 ( )
正确答案
解析
解:在t=t1之前物体A与小车共同做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得:F=(m+M)a,所以小车与物块的速度随时间均匀增大;对物块A根据牛顿第二定律有:f=ma.即静摩擦力提供其加速度,根据左手定则判断出物块A所受洛伦兹力方向竖直向上,物块所受的洛伦兹力qvB逐渐增大,由于物体A竖直方向受力平衡,所以A与B之间的压力减小,即它们间的最大静摩擦力减小,当两物体A、B之间的最大静摩擦力不能提供物块A原来的加速度a时,A、B发生相对滑动,此时物块A受到向左的滑动摩擦力f1=μFN虽然小于刚才的静摩擦力,但是滑动摩擦力的方向仍然向左,物块A仍然加速运动,物块所受向上的洛伦兹力qvB逐渐增大,由于物体A竖直方向受力平衡,物块A与小车B之间的压力减小,所以向左的滑动摩擦力也减小,即物块A的加速度在减小,直到t2时刻A、B之间的摩擦力减小到0,加速度减小到零,最后做匀速直线运动,在速度-时间图象中物块A的斜率逐渐减小到零;故C正确,ABD错误.
故选:C
(2016春•海淀区校级月考)如图所示,长L的丝线的一端固定,另一端栓一带正电的小球,小球质量为m,带电量为q,使丝线与竖直方向成θ角,由静止释放小球,小球运动的空间有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,求:
(1)小球通过最低点速度大小.
(2)小熊每次运动到最低点时,丝线的拉力大小.
正确答案
解析
解:(1)小球运动过程中,受重力、拉力和洛伦兹力,只有重力做功,机械能守恒,故:
mgL(1-cosθ)=mv2
解得:
v=
(2)在最低点,合力提供向心力,讨论如下:
1、向左经过最低点时,洛伦兹力向下,故:
T-mg-qvB=m
解得:
T=3mg-2mgcosθ+qB;
2、向右经过最低点时,洛伦兹力向上,故:
T-mg+qvB=m
解得:
T=3mg-2mgcosθ-qB;
答:(1)小球通过最低点速度大小为.
(2)小球向右运动到最低点时,丝线的拉力大小为3mg-2mgcosθ-qB;
小球向左运动到最低点时,丝线的拉力大小为3mg-2mgcosθ+qB;
如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘块,甲、乙叠放在一起置于光滑的水平地面上,空间存在着水平方向的匀强磁场,在水平恒力F的作用下,甲、乙无相对滑动的一起向左加速运动,在加速运动阶段( )
正确答案
解析
解:A、甲、乙两物块间没有相对的滑动,是静摩擦力,由于乙与地面之间的没有摩擦力,整体的加速度不变,所以对于甲来说,静摩擦力作为合力产生加速度,由于整体的加速度不变,所以甲、乙两物块间的摩擦力不变,所以B正确,A错误,C错误;
D、甲带正电,在向左运动的过程中,受到的洛伦兹力的方向向下,所以对乙的压力变大.故D正确.
故选:BD.
在匀强磁场中,把一个重力不计的带电粒子由静止释放,这个带电粒子将( )
正确答案
解析
解:当带电粒子没有速度时,在磁场中不受洛伦兹力,则静止在磁场中.故D正确,ABC错误.
故选:D
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