磁场对运动电荷的作用力5.doc

航帆教育随堂知识题库 磁场对运动电荷的作用力典型例题解析12.如图所示为电视机显像管的偏转线圈的示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪 射出的电子，它的方向由纸内垂直指向纸外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应( )A.向左偏转 B.向上偏转C.向下偏转 D.不偏转C【例1】图1649是表示磁场磁感强度B，负电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图，这四个图中画得正确的是(B、v、f两两垂直) 解答：正确的应选A、B、C点拨：由左手定则可知四指指示正电荷运动的方向，当负电荷在运动时，四指指示的方向应与速度方向相反【例2】带电量为q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感强度越小解答：正确的应选B点拨：理解洛伦兹力的大小、方向与哪些因素有关是关键【例3】如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是 A作匀速直线运动B、作匀变速直线运动C作变加速曲线运动D作匀变速曲线运动点拨：当vB时，f0，故运动电荷不受洛伦兹力作用而作匀速直线运动当v与B不平行时，f0且f与v恒垂直，即f只改变v的方向故运动电荷作变加速曲线运动参考答案：AC【例4】如图1650所示，在两平行板间有强度为E的匀强电场，方向竖直向下，一带电量为q的负粒子(重力不计)，垂直于电场方向以速度v飞入两板间，为了使粒子沿直线飞出，应在垂直于纸面内加一个怎样方向的磁场，其磁感应强度为多大？点拨：要使粒子沿直线飞出，洛伦兹力必须与电场力平衡参考答案：磁感应强度的方向应垂直于纸面向内，大小为E/v 跟踪反馈 14.如图6所示,在匀强磁场中,图中分别标明了磁场、电荷及其运动方向和洛伦兹力这三个量的方向,试在图中标出第三个量的方向.若带电粒子不受洛伦兹力作用,请注明.1关于带电粒子所受洛伦兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是 Af、B、v三者必定均保持垂直Bf必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vCB必定垂直于f、v，但f不一定垂直于vDv必定垂直于f、B，但f不一定垂直于B2下列说法正确的是 A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D洛伦兹力对带电粒子不做功3如图1651所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力作用)，则此粒子 A一定带正电B一定带负电C可能带正电或负电，也可能不带电D一定不带电4如图1652所示，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，有一正离子恰能沿直线从左到右水平飞越此区域，则 A若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动B若电子从右向左飞入，电子将向上偏转C若电子从右向左飞入，电子将向下偏转D若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动参考答案1B 2D 3C 4BD6.研究表明各种粒子都有和它对应的“反粒子”。粒子和跟它对应的反粒子的质量数、电荷量相同，而电性相反。图-5所示的正方形abcd内有垂直于纸面向里的匀强磁场，、两个带电粒子以相同的初速度从a点沿ab方向射入该区域后，分别从d、c点射出（不考虑粒子间的相互作用），轨迹如图。下列说法中正确的是 A.、可能分别是质子和粒子 B.、可能分别是反粒子和反质子 C.、在磁场中经历的时间相同 D.、在磁场中的加速度大小之比为C8、如图所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转。如果让这一些不发生偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可得出结论A、它们的动能一定各不相同 B、它们的电量一定各不相同C、它们的质量一定各不相同 D、它们的电量与质量之比一定各不相同D9、如图所示，A是一边长为L的正方形线框，框的电阻是R，今维持框以恒定的速度沿轴方向运动，并穿过图中所示的匀强磁场B区域。若以轴方向为力的正方向，线框在图示位置时为时间零点，则磁场对线框的作用力随时间变化的图线为：B【例1】如图所示，有一磁感强度的匀强磁场，C、D为垂直于磁场方向的同一平面内的两点，它们之间的距离=0.05m，今有一电子在此磁场中运动，它经过C点的速度v的方向和磁场垂直，且与CD之间的夹角=30。 （1）电子在C点时所受的磁场力的方向如何？（2）若此电子在运动后来又经过D点，则它的速度应是多大？CDORFv3060（3）电子从C点到D点所用的时间是多少？（电子的质量，电子的电量）解析：电子以垂直磁场方向的速度在磁场中作匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，依题意画运动示意图，由几何关系可求得结论。 （1）电子在C点所受磁场力的方向如图所示。（2）电子在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动，夹角=30为弦切角，圆弧CD所对的圆心角为60，即DOC=60，CDO为等边三角形，由此可知轨道半径R=l。由和R=可知 （3）将R=和代入周期公式中得 设电子从C点到D点所用时间为t，由于电子做匀速圆周运动，所以由上两式得： 代入数据得： 【例2】如图所示，半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感强度B=0.2T，磁场方向垂直于纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m。金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0=2。一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计。 （1）若棒以的速率在环上向右匀速滑动，求环滑过圆环直径OO的瞬间，MN中的电动势和流过L1的电流。 （2）撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向低面外翻转90，若此后磁场随时间均匀变化，其变化率为，求L1的功率。解析：（1）棒滑过圆环直径OO的瞬时，垂直切割磁感线的有效长度为2a，故在MN中产生的感应电动势为 ，通过灯L1的电流（2）撤去金属棒MN，半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，而后磁场发生变化时，由法拉第电磁感应定律：则L1的功率【例3】如图所示，边长为的正方形ABCD中有竖直向上的匀强电场。一个不计重力的带电粒子，质量为，电量为，以初速度从A点沿AD方向射入，正好从CD的中点射出。 （1）该带电粒子带什么电？（2）该电场的场强E=？带电粒子离开电场时的方向如何？（3）若撤去电场，改换成匀强磁场，带电粒子仍从CD中点射出，所加磁场的方向、磁感强度B的大小如何？带电粒子离开磁场时的方向如何？解析：（1）带电粒子所受电场力方向与场强方向相反粒子应带负电。（2）根据带电粒子离开电场时的运动方向，可得 即 又 （3）换成磁场后，要使带电粒子向CD中点偏转，根据左手定则磁场方向必须垂直纸面向里。此时带电粒子做匀速圆周运动（如图所示）。设其运动半径为R，根据几何关系，有 得 又根据 磁感强度即圆弧所对的圆心角为 偏转角为【例4】如图所示，在地面上方和真空室内有互相垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向指向轴负方向，场强，匀强磁场方向指向轴的正方向，磁感强度B=0.4T，现有一带电微粒以的速度由坐标原点沿轴正方向射入真空室后立即做匀速圆周运动，从微粒有O点射入开始计时，求经过时间时微粒所处位置的坐标。（）解析：由带电粒子做匀速圆周运动可知： 粒子所受的重力和电场力相平衡，且带负电， 即 粒子在平面内做匀速圆周运动，根据左手定则，轨迹如图所示。 粒子运动周期 把代入 可得轨迹所对圆心角 又根据 可得粒子运动半径 由此可得 即粒子经的位置坐标为（0，0.1，0.03）13、如图所示，质量、电量、速率相同的带电粒子垂直射入匀强磁场，如果粒子垂直于缝S射入则粒子达到照相底片上的N点，但实际上一些粒子偏离一个很小的角度射入，如果要求粒子达到照相底片上距N的距离不大于直径2R的0.1，则应不大于多少？（结果可能用反三角函数值表示） 13；14、如图在P点有一电子发射源，静止的电子经一电压加速后，垂直击中屏幕上的M点，若在PM之间有一半径为R的圆形区域，该区域内存在着磁感强度为B的匀强磁场，且圆心O在PM的连线上，电子将击中屏幕的N点，已知电子电量为e，质量为m，O点与M点的距离为L，N点与M点的距离为，则加速电压U为多大？1415、如图所示，边长分别为和的两个正方形线框P、Q，分别悬挂在滑轮A和C的两侧，其质量分别为，电阻都是1，P的下边和Q的上边距磁场边界均为H，匀强磁场的磁感强度为B=1T，将P、Q无初速度释放，绳的质量和一切摩擦均不计，当P的下端进入磁场后，两线框开始做匀速直线运动，求： （1）H=？ （2）在P、Q匀速运动中，共释放多少热量？15（1）0.6m，（2）10J；16、如图所示，在0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于平面并指向纸面外，磁感强度为B。一带正电的粒子以速度从O点射入磁场，入射方向在平面内，与轴正方向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电量和质量之比。1610一个质量m=0.1kg的滑块，带有q=0.5C的电荷，放置在倾角=30的光滑斜面上， 斜面与滑块是绝缘的整个装置置于B=0.5T的匀强磁场中如图所示，物块由静止开始下滑,到某一位置时开始离开斜面(设斜面足够长，g10 ms2)求： (1)物体带何种电荷? (2)物体离开斜面时的速度 (3)物体在斜面上滑行的最大距离 6在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，若小球运动到A点时，绳子突然断开，关于小球在绳断开后可能的运动情况，以下说法正确的是( )A小球仍做逆时针匀速圆周运动，半径不变B小球仍做逆时针匀速圆周运动，但半径减小C小球做顺时针匀速圆周运动，半径不变D小球做顺时针匀速圆周运动，半径减小7如图所示，平行板电容器水平放置，带电后，两板之间有一个竖直向下的电场，场强为E，板间加一个磁感应强度为B的水平匀强磁场，一个带电量为q的粒子沿水平方向射入两板间，则它的速率应_，才能匀速通过两板间的电场和磁场区域 8如图，ABCD是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从A、D射入磁场，均从C点射出，则它们的速率V甲:V乙_，它们通过该磁场所用时间t甲:t乙_ 8. 1:2 ; 2:1 9如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，质量为m，带电量为 q的粒子以速度v与磁场垂直，与电场成45角射入恰能做匀速直线运动求：电场强度E的大小，磁感应强度B的大小 9. 10一个质量m=0.1kg的滑块，带有q=0.5C的电荷，放置在倾角=30的光滑斜面上， 斜面与滑块是绝缘的整个装置置于B=0.5T的匀强磁场中如图所示