- 运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力
- 共2261题
在一个长直螺线管的两个接线端a、bA上接一个i=5sin50πt(A)的交变电流,一个电子沿螺线管的中心轴飞入螺线管内(如图),那么该电子的运动情况将会是( )
正确答案
解析
解:根据安培定则,螺线管的中心轴的磁场方向与中心轴平行;
由于电子的速度方向与磁场方向共线,故洛伦兹力为零,故电子做匀速直线运动;
故选:B.
假设有一固定的S极磁单极子,其磁场分布与负点电荷电场分布相似,周围磁感线呈均匀辐射状分布,如图所示.距离它r处磁感应强度大小为B=
,k为常数.现有一带电小球在S极附近做匀速圆周运动.则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是( )
正确答案
解析
解:AC、要使粒子能做匀速圆周运动,则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力;在甲图中,其运动轨迹平面在S的正上方,若粒子为正电荷且逆时针转动(由上向下看)则其受力斜向上,与重力的合力可以指向圆心;而若为负电荷,但顺时针转动,同理可知,合力也可以充当向心力,故AC正确;
BD、在乙图中,其运动轨迹平面在S的正下方,若粒子为正电荷且顺时针转动(由上向下看)则其受力斜向内侧下方,与重力的合力不指向圆心,若逆时针转动(由上向下看)则其受力斜向外侧上方,与重力的合力也不指向圆心;而若为负电荷,同理可知,合力也不可能充当向心力,故BD错误.
故选:AC.
一个带电粒子,沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图所示,径迹上的每小段都可近似看成圆弧,由于带电粒子使沿途空气电离,粒子的能量逐渐减少(带电荷量不变),从图中情况可以确定( )
正确答案
解析
解:由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小,速度逐渐减小,
根据粒子在磁场中运动的半径公式r=可知,粒子的半径逐渐的减小,
所以粒子的运动方向是从b到a,
在根据左手定则可知,粒子带正电,所以B正确.
故选:B.
一束带电粒子以同一速度,并从同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的轨迹如图所示.粒子q1的轨迹半径为r1,粒子q2的轨迹半径为r2,且r2=2r1,q1、q2分别是它们的带电量,则( )
正确答案
解析
解:q1向左偏,q2向右偏,根据左手定则知,q1带正电,q2带负电.根据半径公式,知荷质比
,v与B不变,所以荷质比之比等于半径之反比,所以
.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
如图所示,摆球带负电的单摆,在一匀强磁场中摆动,匀强磁场的方向垂直于纸面向里,摆球在等高的A、B两点间摆动过程中,若向左通过最低点C时,摆线拉力大小为T1,摆球加速度大小为a1;向右通过最低点C时,摆线拉力大小为T2,摆球加速度大小为a2,则( )
正确答案
解析
解:设摆球所带电量为-q,磁场强度为B,在最低点时的速率为v,
设线的长度为L,小球经过最低点时速率为v.洛伦兹力不做功,
根据机械能守恒定律得:mgL(1-cosθ)=mv2,得到v=
,
则有由A摆到C点的速度与从B摆到C点的速度大小相等;
因此由A摆到最低点时:T1+Bqv-mg=m
由B摆到最低点时:T2-Bqv-mg=m
解得:T1<T2,
根据牛顿第二定律得:
ma=m
所以两次通过C点时的加速度相同,即a1=a2.
故选:B.
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