- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
在磁感应强度B的匀强磁场中,垂直于磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷,每个电荷的电量为q。则每个电荷所受的洛伦兹力f=___________,该段导线所受的安培力为F=___________。
正确答案
qvB,NqvB
“大洋一号”是我国首次组织的横跨三大洋的远洋考察船,在航行过程中,海洋工作者可以根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测定海水的速度.假设海洋某处的地磁场竖直分量为B=0.5×10-4T,水流是南北流向,如图所示,将两个电极竖直插入此处海水中,且保持两极极板平行于水流方向.若两电极距离L="10m" ,与两电极相连的灵敏电压表读数U=0.2mV,则海水的流速大小为 m/s.
正确答案
0.4m/s
试题分析:正负离子随海水流动,受到洛伦兹力,正负离子向东西侧极板偏转,两极板间形成电场,最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡,由可得
点评:解决本题的关键知道海水南北流向流动时,正负离子与海水流动方向相同,受到洛伦兹力向东西方向偏转,打在两极板上,在两极板间形成电场,最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡。
粒子(
)和质子(
)从静止开始经相同的电压加速后进入同一匀强磁场做圆周运动,则这两个粒子的动能之比为 ,轨道半径之比为 ,周期之比为 。
正确答案
2:1, :1, 2:1
试题分析:根据粒子和质子的电量和质量的关系可得
,
,根据动能定理可得
,所以两个粒子的动能之比
;由
可得
,所以
,根据
可得
,所以
,因此轨道半径之比
;由于
,所以
。
点评:牢记粒子和质子的电量、质量的比例关系,知道带电粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力做向心力,牢记半径公式和周期公式。
如图所示,两根平行光滑金属导轨ab和cd置于同一水平面上,相互间隔为L="0.1" m,质量m="3" g的金属棒置于轨道右端,跨在两根导轨上,导轨左端通过开关S与电池连接,匀强磁场方向垂直轨道所在平面向上,磁感应强度B="0.1" T,轨道平面距地面高度h="0.8" m.接通开关S时,金属棒由于受安培力作用被水平抛出,落地点水平距离s′="2" m.取g="10" m/s2,求接通S瞬间,金属棒中通过的电荷量是多大?(假设接通S瞬间,金属棒中通过的是恒定电流)
正确答案
1.5 C
设接通S经时间t金属棒水平抛出,在时间t内通过金属棒的电荷量为q,又设金属棒做平抛运动的初速度为v0.由电流定义有,由安培力公式有F=BIL,根据动量定理BIL·t=mv0,金属棒做平抛运动,由平抛运动的规律有s=v0t,h=
gt2,由以上各式解得
.
如图15-2-12所示,导线AB竖直放置,通电导线框abcd可自由移动.当AB中通以图示电流时,导线框怎样运动?
图15-2-12
正确答案
线框向左运动
本题主要考查安培力大小与方向的判断,安培力参与物体的受力,使物体处于平衡状态或变速运动.导线框运动是因为受到AB导线产生的磁场的磁场力作用.AB导线通电后在导线框位置产生的磁场方向垂直于纸面向里,由安培定则可判定ab边受力向上,cd边受力向下且所在磁场一样,故合力为零.线框无上下运动,ad边受力向左,bc边受力向右,ad边处磁场强,故合力向左,导线框向左运动.
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