1、安培力与洛伦兹力复习提升1.(多选)通电直导线ab质量为m、水平地放置在两根倾角均为的光滑导体轨道上,轨道间的电源如图所示,两导轨之间距离为l,两导轨之间分布有匀强磁场,要使导线ab静止在导轨上,则关于匀强磁场方向(从b向a看)、大小的判断正确的是() A.磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为mgtanIlB.磁场方向竖直向下,磁感应强度大小为mgtanIlC.磁场方向水平向右,磁感应强度大小为mgIlD.磁场方向垂直斜面向上时,磁感应强度有最小值为mgsinIl2.(多选)如图所示,一个质量为m、带电荷量为+q的圆环可在水平放置的粗糙绝缘细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度大小为B、方向垂直于纸
2、面向里的匀强磁场中,圆环以初速度v0沿杆向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为()A.0B.12mv02C.m3g22q2B2D.12mv02-m2g2q2B23.如图所示,空间有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为0.5 T的匀强磁场,一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速度地放置一质量为0.1 kg、电荷量q=+0.2 C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为=0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t=0时对木板施加方向水平向左、大小为0.6 N的恒力,g取10 m/s2。则()A.木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速
3、运动B.滑块先做加速度减小的变加速运动,最后做速度为10 m/s的匀速运动C.木板先做加速度为2 m/s2的匀加速运动,再做加速度增大的运动,最后做加速度为3 m/s2的匀加速运动D.t=5 s后滑块和木板开始有相对运动4.(多选)半导体内导电的粒子“载流子”有两种:自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子),以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体,以空穴导电为主的半导体叫P型半导体。下图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图,图中一块长为a、宽为c、高为b的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时,会在
4、与z轴垂直的上、下表面之间产生霍尔电势差UH,霍尔电势差大小满足关系UH=kIBc,其中k为材料的霍尔系数。若每个载流子所带电荷量的绝对值为e,下列说法中正确的是()A.如果上表面电势高,则该半导体为P型半导体B.霍尔系数越大的材料,其内部单位体积内的载流子数目越多C.若只将磁场方向改为沿z轴正方向,则在垂直y轴的两个侧面间产生的霍尔电势差会变小D.若只将电流方向改为沿z轴正方向,则在垂直x轴的两个侧面间产生的霍尔电势差会变大5.如图所示圆形区域内,有垂直于纸面方向的匀强磁场,一束质量和电荷量都相同的带电粒子,以不同的速率,沿着相同的方向,对准圆心O射入匀强磁场,又都从该磁场中射出,这些粒子在
5、磁场中的运动时间有的较长,有的较短,若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用,则在磁场中运动时间越长的带电粒子() A.速率越小B.速率越大C.速度偏转角越小D.在磁场中的周期一定越大6.(多选)如图所示,在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(重力不计)从AC边的中点O在纸面内沿垂直于AC边的方向射入该匀强磁场区域,若该三角形的两直角边长均为2l,则下列关于粒子运动的说法中正确的是()A.若该粒子的入射速度为v=qBlm,则粒子一定从CD边射出磁场,且射出时距点C的距离为lB.若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射
6、的最大速度应为v=(2+1)qBlmC.若要使粒子从CD边射出,则该粒子从O点入射的最大速度应为v=2qBlmD.当该粒子以不同的速度入射时,在磁场中运动的最长时间为mqB7.如图所示,边长为L的正方形有界匀强磁场ABCD,带电粒子从A点沿AB方向射入磁场,恰好从C点飞出磁场;若带电粒子以相同的速度从AD的中点P垂直AD射入磁场,从DC边的M点飞出磁场(M点未画出)。设粒子从A点运动到C点所用的时间为t1,由P点运动到M点所用时间为t2(带电粒子重力不计),则t1t2为()A.21B.23C.32D.328.如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.6 T,磁
7、场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab为l=16 cm处,有一个点状的粒子放射源S,它向各个方向发射粒子,粒子的速度都是v=3.0106 m/s,已知粒子的比荷qm=5.0107 C/kg,现只考虑在纸面中运动的粒子,求ab上被粒子打中的区域的长度。9.如图所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(区)存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔。一质量为m、电荷量为+q的粒子在小孔下方d2处由静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场,由H点紧靠磁场边界射入磁场。不计粒子的
8、重力。(1)求极板间电场强度的大小。(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求区磁场的磁感应强度大小。10.回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。被加速粒子的质量为m、电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U0,周期T=2mqB。一束该种粒子在0T2时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做匀加速运动,不考虑粒子间的相互作用。求: 甲乙(1)出射粒子的动能Ekm;(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Ekm所需的总时间t0;(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,d应满足的条件。11.质量为m、电荷量为e的大量电子,从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限,射入时速度方向不同,速度大小均为v0,如图所示。现在某一区域加一垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏MN上,荧光屏与y轴平行,求:(1)荧光屏上光斑的长度;(2)所加磁场范围的最小面积。
