- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
判断图7中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
正确答案
向上 向上 垂直于纸面指向纸内 垂直于纸面指向纸外
左手定则：伸开左手磁感线穿掌心，四指指正电荷的运动方向，拇指指受力方向可知第二幅图受力方向：向上，第四幅图受力方向：垂直于纸面指向纸内
伸开左手磁感线穿掌心，四指指负电荷的运动的反方向，拇指指受力方向可知第一幅图受力方向：垂直于纸面指向纸外，第三幅图受力方向：向上
洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力，洛伦兹力的大小的计算公式:
F="qvB" sinθ，其中θ是 _____________的夹角.若磁场对运动电荷的作用力大小为f=qvB,则电荷的运动方向与磁场方向应 _________．f的方向可用
定则来判定．当电荷的速度方向与磁场方向互相平行时，洛伦兹力大小
等于 ．当带电粒子垂直进入匀强磁场，只受洛伦兹力作用时，粒子将做
______运动，运动半径为 ，运动周期为
正确答案
B与V 垂直 左手 0 匀速圆周 mv/Qb 2πr/v
若电荷平行于磁场运动，所受洛伦兹力为零，F="qvB" sinθ，其中θ是磁场与速度方向的夹角，即B与V的夹角，若B与V垂直，则f=qvB,其方向可以用左手定则判断，当带电粒子垂直进入匀强磁场，只受洛伦兹力作用时，洛伦兹力与速度方向垂直，所以粒子将做匀速圆周运动，
故答案为：B与V 垂直 左手 0 匀速圆周 mv/qB 2πr/v
有一带电为+q、质量为m的小物体，沿一绝缘且光滑的斜面由静止自由下滑，又沿着半径为R的、与斜面相切的离心轨道内侧向上运动，轨道所用的材质与斜面相同。磁感强度为B的水平方向的匀强磁场垂直离心轨道所在平面，如图所示。试问：为使小物体经过离心轨道最低端时对离心轨道压力为最小，小球自由滑下的高度应是多少？
正确答案
(16分)如图（a）所示，垂直于纸面向里的有界匀强磁场，MN是磁场的上边界，磁场宽度足够大，磁感应强度B0=1×10-4T．现有一比荷为
（1）若离子以速度v1=3×106m/s水平射入磁场，求该离子从MN边界射出时的位置到P点的水平距离s；
（2）若要使离子不从MN边界射出磁场，求离子从P点水平射入的最大速度vm；
（3）若离子射入的速度满足第（2）问的条件，离子从P点射入时，再在该磁场区域加一个如图（b）所示的变化磁场（正方向与B0方向相同，不考虑磁场变化所产生的电场），求该离子从P点射入到第一次回到P点所经历的时间t．
正确答案
（1）0.14m （2）2×106m/s （3）
试题分析：（1）离子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力可得：
B0qv1=
s2=r12-（d-r1）2 (2分) 代入数据解得：s=0.1
（2）离子刚好不从边界射出时的最大半径为r2=
B0qvm=
代入数据解得：r2=2×106m/s (1分)
（3）离子在原磁场中运动周期
离子在磁场中运动第一次遇到外加磁场前的过程中轨迹对应的圆心角
施加附加磁场后，离子在磁场中做的圆周运动半径将变小，周期T2为
即离子刚好能运动一个完整的圆周，接下来在B0磁场中继续偏转对照外加磁场的规律可知，每隔
t=T1+5T2 (2分)
解得t =
一块N型半导体薄片（称霍尔元件），其横载面为矩形，体积为b×c×d，如图所示。已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量e，将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴方向，并通有沿x轴方向的电流I。
(1)此元件的CC/两个侧面中，哪个面电势高？
(2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的CC/ 两个侧面的电势差与其中的电流成正比；
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其测量方法为：将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量通以电流I，用毫伏表测量C、C/间的电压U， 就可测得B。若已知其霍尔系数
正确答案
⑴
试题分析：⑴电子在洛伦兹力作用下向侧面C移动，故
（2）假设定向移动速度为v，
由
稳定时有：
可得
由于B、n、e、d均为定值 ，所以侧面的电势差与其中的电流成正比
（3）由上可知
代入数据可得：B=0.02T
点评：本题中左手定则判定电子的偏转方向，找到电势高的面，随着电荷的积累，两面间电压增大，最终稳定后电子在洛伦兹力和电场力的作用下处于平衡，根据平衡，结合电流的微观表达式，可得出两个侧面的电势差与其中的电流的关系．
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