内容正文:
第2节 磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力的方向、大小
1.一根通电直导线水平放置,通过直导线的恒定电流方向如图所示,现有一质子从直导线下方以水平向右的初速度v开始运动,不考虑质子重力,关于接下来质子的运动,下列说法正确的是( )
A.质子将向下偏转,运动的半径逐渐变大
B.质子将向上偏转,运动的半径逐渐变小
C.质子将向下偏转,运动的动能逐渐变小
D.质子将向上偏转,运动的动能不变
2.如图所示,两根垂直纸面平行放置间距为2L的固定长直导线和,通有方向相反、大小恒为I的电流。已知在电流为I的长直导线周围产生的磁场的磁感应强度大小B与该点到导线的距离r的关系式为,其中k为常数。某时刻,有一带正电粒子(重力不计)正好经过两导线的中间点O且速度方向垂直纸面向外,速度大小为v,粒子带电荷量为e,则此时该粒子所受的磁场力( )
A.方向沿两导线连线指向,大小为
B.方向沿两导线连线指向,大小为
C.方向沿两导线连线指向,大小为
D.方向沿两导线连线指向,大小为
2、 带电体在匀强磁场中的运动问题
3.如图表示,在磁感强度为的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒在竖直面内垂直磁场方向放置,细棒与水平面夹角为。一质量为、带电荷为的圆环套在棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为,且。现让圆环由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中圆环的最大速率为( )
A. B.
C. D.
4.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、带电荷量为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( )
A.滑块受到的摩擦力不变
B.滑块到达地面时的动能与B的大小有关
C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向上
D.B很大时,滑块可能静止于斜面上
3、 速度选择器
5.如图所示,平行板电容器两极板间接的电压,两极板间距离,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,,一带电粒子以某一速度垂直电场线沿图中虚线进入电容器,不计粒子重力,以下说法正确的是( )
A.若粒子带正电,当粒子从电容器右侧以某一特定的速度沿虚线进入电容器时粒子将沿虚线运动
B.若粒子带负电,当粒子从电容器右侧以某一特定的速度沿虚线进入电容器时粒子将沿虚线运动
C.若粒子带正电,当粒子从电容器右侧进入电容器时,不论速度多大,粒子的运动都偏离虚线向上
D.若,且粒子带负电,当粒子从电容器左侧沿虚线进入电容器时,粒子的运动偏离虚线向下
4、 磁流体发电机
6.一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场,将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体,沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于电源,A、B就是电源的两极,则下列说法正确的是( )
A.若两极板的间距增大,则发电机的电动势将增大
B.若两极板的正对面积增大,则发电机的电动势将增大
C.用电器中的电流方向从 D到 C
D.若将发电机与用电器断开,A板积累的电荷会一直增多
5、 电磁流量计
7.武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室,在该实验室中有一种污水流量计,其原理可以简化为如下图所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为d的圆柱形容器右侧流入,左侧流出,流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,下列说法正确的是( )
A.结合题干所给条件我们只需要再测量MN两点电压就能够推算废液的流量
B.带电粒子所受洛伦兹力方向是水平向左
C.正粒子所受洛伦兹力方向是垂直于速度指向M点
D.M端的电势比N端高
8.下面甲图是示波器的结构示意图,乙图是电视机显像管的结构示意图,二者相同的部分是电子枪(给电子加速形成电子束)和荧光屏(电子打在上面形成亮斑);不同的是使电子束发生偏转的部分:分别是匀强电场(偏转电极)和匀强磁场(偏转线圈),即示波器是电场偏转,显像管是磁场偏转。设某次电子束从电子枪射出后分别打在甲、乙两图中的P点,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A.甲图中电子动能发生了变化,乙图中电子的动能没有变化
B.甲图中电子动能发生了变化,乙图中电子的动能也发生了变化
C.甲图中电子的速度发生了变化,乙图中电子的速度也发生了变化
D.以上两种装置都体现了场对运动电荷的控制
9.如图所示,足够长的竖直绝缘墙壁右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B。质量为 m、带电量为−q的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动摩擦因数为µ , 重力加速度为 g。现将小物块紧贴竖直墙壁由静止释放,小物块沿绝缘墙壁下滑,墙壁足够长,下列说法正确的是( )
A.小物块运动过程中的最大加速度为 g
B.小物块所受的摩擦力与速度成正比
C.小物块运动一段时间后将离开墙壁
D.小物块的最大速度v =
10.洛