- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
带电荷量为+q的粒子,在同一匀强磁场中运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、粒子速度大小相同,由f=qvBsinθ可知,如果速度v与磁场B的夹角不同,洛伦兹力大小不同,即使洛伦兹力大小相同,速度方向不同,洛伦兹力方向不同,洛伦兹力不同,故A错误;
B、如果把+q改为-q,且速度反向,大小不变,则由f=qvBsinθ可知洛伦兹力的大小不变,由左手定则可知方向不变,故B正确;
C、洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直,磁场方向与电荷运动方向不一定垂直,故C错误;
D、洛伦兹力只改变速度的方向;洛伦兹力对粒子不做功,粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变,故D错误;
故选:B
带正电粒子所受的洛伦兹力方向与磁场方向、粒子运动方向的关系,下列图示正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、正电荷运动的方向与磁感线的方向一致,粒子不受洛伦兹力.故AB错误;
C、D、图中磁感线的方向向里,正电荷运动的方向向右,根据左手定则可得洛伦兹力的方向竖直向上,故C正确,D错误.
故选:C
(2015秋•株洲校级期末)如图,下端封闭、上端开口、内壁光滑细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中( )
正确答案
解析
解:A、B洛伦兹力方向总是与小球的速度方向垂直,对小球不做功,故A错误,B正确.
C、D设小球竖直分速度为vy、水平分速度为v.
以小球为研究对象,受力如图所示,由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动,则竖直方向的洛伦兹力F1=qvB是恒力,
由牛顿第二定律得:qvB-mg=ma,a=-g,小球的加速度不随时间变化,恒定不变,故小球竖直方向做匀加速直线运动,水平方向做匀速直线运动,则小球运动轨迹是抛物线;故C正确,D错误.
故选:BC.
如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:小滑块受力如图所示:
A、F洛=QVB,滑动摩擦力F=μFN=μ(mgcosθ+QvB),随速度增加而变大,最终匀速匀速运动时,洛伦兹力不变,摩擦力大小也不变.即摩擦力先增大后不变.故A错误.
B、若滑块滑到底端已达到匀速运动状态,摩擦力F=mgsinθ=μ(mgcosθ+QvB),
则v=(
-cosθ),可看v随B的增大而减小,B越大滑块动能越小;若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态,则B越大时,滑动摩擦力F越大,滑块克服阻力做功越多,由动能定理可知,滑块到达斜面底端的速度越小,动能越小,B正确.
C、滑块沿斜面向下运动,由左手定则可知,洛伦兹力垂直于斜面向下,故C正确.
D、滑块之所以开始能动,是因为重力的沿斜面的分力大于摩擦力,B很大时,一旦运动,不会停止,最终做匀速直线运动,故D错误.
故选:BC.
如图,在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道,水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平 面垂直.一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下,则下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、滑块下滑时受到重力、洛伦兹力、轨道的支持力,洛伦兹力与轨道支持力不做功,只有重力做功,由动能定理可知,滑块到达最低点时的速度与磁场不存在时的速度相等,故A错误;
B、由于滑块到达最低点时的速度与不存在磁场时的速度v相等,滑块做圆周运动,由a=可知,滑块的加速度相等,故B错误;
C、滑块做圆周运动,由牛顿第二定律得:F-mg-qvB=m,可得:F=mg+qvB+m
,
滑块对轨道的压力F′=F=mg+qvB+m,由此可知:滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大,故C错误;
D、滑块在下滑过程中,在任何位置的速度与有没有磁场无关,因此滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等,
故D正确;
故选D.
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