1、 淘出优秀的你第10周 磁场对运动电荷的作用1如图所示,带负电的粒子在匀强磁场中运动关于带电粒子所受洛伦兹力的方向,下列各图中判断正确的是()2(2014课标全国)图为某磁谱仪部分构件的示意图图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是()A电子与正电子的偏转方向一定不同B电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小3如图所示,一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动,飞离桌子边缘A,最
2、后落到地板上设有磁场时飞行时间为t1,水平射程为x1,着地速度大小为v1;若撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度大小为v2.则下列结论不正确的是()Ax1x2 Bt1t2Cv1v2 Dv1和v2相同4用绝缘细线悬挂一个质量为m,带电荷量为q的小球,让它处于如图所示的磁感应强度为B的匀强磁场中由于磁场的运动,小球静止在如图位置,这时悬线与竖直方向夹角为,并被拉紧,则磁场的运动速度和方向是()Av,水平向右Bv,水平向左Cv,竖直向上Dv,竖直向下5如图所示,相距为d的两平行金属板水平放置,板间存在垂直纸面向里的匀强磁场,闭合开关S,一个带电粒子恰能以水平速度v向
3、右匀速通过板间区域,若不计粒子重力,要使带电粒子仍能匀速通过板间区域,下列说法正确的是()A把两板间距离减小一半,同时把粒子速率增加一倍B把两板间距离增大一倍,同时把板间磁感应强度增大一倍C断开S,板间距离增大一倍,同时板间磁感应强度减小一半D断开S,板间距离减小一半,同时把粒子速率减小一半6如图所示,甲带正电,乙是不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起置于粗糙的地板上,空间有垂直纸面向里的匀强磁场,用水平恒力F拉乙物块,使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动,在加速阶段()A甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B甲、乙两物块间的摩擦力不断减小C甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D乙物块与地面间的摩擦力不断增大
4、7长直导线AB附近,有一带正电的小球,用绝缘丝线悬挂在M点,当导线AB通以如图所示的恒定电流时,下列说法正确的是( )A.小球受磁场力作用,方向与导线AB垂直且指向纸里B.小球受磁场力作用,方向与导线AB垂直且指向纸外C.小球受磁场力作用,方向与导线AB垂直向左D.小球不受磁场力作用8如图所示,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下滑到最右端,则下列说法中正确的是()A滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B滑块从M点到最低点的加速度比磁场不存在时小C滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D
5、滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等9显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()10光滑绝缘杆与水平面保持角,磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间,一个带正电q、质量为m、可以自由滑动的小环套在杆上,如图所示,小环下滑过程中对杆的压力为零时,小环的速度为_11.一个质量为m0.1 g的小滑块,带有q5104C的电荷量,放置在倾角30的光滑斜面上(绝缘),斜面固定且置于B0.5 T的
6、匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面(g取10 m/s2)求:(1)小滑块带何种电荷?(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大?(3)该斜面长度至少多长?12如图所示,质量为m1 kg、电荷量为q5102 C的带正电的小滑块,从半径为R0.4 m的光滑绝缘圆弧轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100 V/m,方向水平向右,B1 T,方向垂直纸面向里,g10 m/s2.求:(1)滑块到达C点时的速度;(2)在C点时滑块所受洛伦兹力答案精析1【答案】A【解析】根据左手定则可知A图中洛
7、伦兹力方向应该向下,故A正确;B图中洛伦兹力方向向上,故B错误;C图中所受洛伦兹力方向向里,故C错误;D图中受洛伦兹力方向向外,故D错误故选A.2【答案】AC【解析】电子、正电子和质子垂直进入磁场时,所受的重力均可忽略,受到的洛伦兹力的方向与其电性有关,由左手定则可知A正确;由轨道公式R知 ,若电子与正电子与进入磁场时的速度不同,则其运动的轨迹半径也不相同,故B错误由R知,D错误因质子和正电子均带正电,且半径大小无法计算出,故依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子,C正确3【答案】CD4【答案】C5【答案】A6【答案】BD【解析】甲受洛伦兹力向下,随v增大而增大,乙与地面之间摩擦力为F
8、f滑FN地,FN地增加,Ff滑增大,a减小,所以甲、乙间摩擦力为Ff静m甲a,减小7【答案】D【解析】电场对其中的静止电荷、运动电荷都有力的作用,而磁场只对其中的运动电荷才有力的作用,且运动方向不能与磁场方向平行,所以D选项正确.8【答案】D【解析】由于洛伦兹力不做功,故与磁场不存在时相比,滑块经过最低点时的速度不变,选项A错误;由a,与磁场不存在时相比,滑块经过最低点时的加速度不变,选项B错误;由左手定则,滑块经最低点时受的洛伦兹力向下,而滑块所需的向心力不变,故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大,选项C错误;由于洛伦兹力始终与运动方向垂直,在任意一点,滑块经过时的速度均与不加磁场时
9、相同,选项D正确9【答案】A【解析】电子偏转到a点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,对应的Bt图的图线就在t轴下方;电子偏转到b点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,对应的Bt图的图线应在t轴上方,A正确10【答案】【解析】以带电小环为研究对象,受力如图Fmgcos ,FqvB,解得v.11.【答案】(1)负电荷(2)3.5 m/s(3)1.2 m【解析】(1)小滑块在沿斜面下滑的过程中,受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F作用,如图所示,若要使小滑块离开斜面,则洛伦兹力F应垂直斜面向上,根据左手定则可知,小滑块应带负电荷(2)小滑块沿斜面下滑的过程中,由平衡条件得FFNm
10、gcos ,当支持力FN0时,小滑块脱离斜面设此时小滑块速度为vmax,则此时小滑块所受洛伦兹力FqvmaxB,所以vmaxm/s3.5 m/s(3)设该斜面长度至少为l,则小滑块离开斜面的临界情况为小滑块刚滑到斜面底端时因为下滑过程中只有重力做功,由动能定理得mglsin mv0,所以斜面长至少为l m1.2 m12【答案】(1)2 m/s,方向水平向左(2)0.1 N,方向竖直向下【解析】以滑块为研究对象,自轨道上A点滑到C点的过程中,受重力mg,方向竖直向下;静电力qE,方向水平向右;洛伦兹力F洛qvB,方向始终垂直于速度方向(1)滑块从A到C过程中洛伦兹力不做功,由动能定理得mgRqERmv得vC 2 m/s.方向水平向左(2)根据洛伦兹力公式得:FqvCB510221 N0.1 N,方向竖直向下 联系电话:4000-916-716