第三章 磁场 第五节 研究洛伦兹力习题课.ppt

1 如图3 5 2所示是表示磁场磁感应强度B 负电荷运动方向v和磁场对电荷洛伦兹力F的相互关系图 这四个图中不正确的是 B v F两两垂直 图3 5 2 答案 D 2 在图3 5 4所示的各图中 匀强磁场的磁感应强度均为B 带电粒子的速率均为v 带电荷量均为q 试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小 并标出洛伦兹力的方向 图3 5 4 答案 qvB与v垂直斜面向上垂直纸面向里0qvB与v垂直斜面向上 3 如图3 5 15所示 质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑 磁感应强度为B的匀强磁场方向如图3 5 15所示 并与小球运动方向垂直 若小球电荷量为q 球与墙间的动摩擦因数为 则小球下滑的最大速度为 最大加速度为 图3 5 15 来自宇宙的质子流 以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点 则这些质子在进入地球周围的空间时 将 A 竖直向下沿直线射向地面B 相对于预定地点 稍向东偏移C 相对于预定地点 稍向西偏转D 相对于预定地点 稍向北偏转 例1 解析 解答本题首先要明确磁场的分布情况 地磁的北极在地理的南极附近 地磁的南极在地理的北极附近 同时 在应用左手定则时还要注意粒子的电性以及运动方向 地球表面地磁场方向由南向北 质子是氢原子核 带正电 根据左手定则可判定 原子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东 答案 B 1 如图3 5 6所示为电视机显像管偏转线圈的示意图 当线圈通以图示的直流电时 形成的磁场如图所示 一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将 图3 5 6 A 向上偏转B 向下偏转C 向左偏转D 向右偏转解析 选D 磁场动而电子不动和磁场不动而电子动结果相同 都会使电子受到洛伦兹力作用 公式f qvB中v应为相对速度 电子相对于磁场的运动方向是垂直纸面向里 根据左手定则可判定只有选项D正确 如图3 5 7所示 匀强电场方向水平向右 匀强磁场方向垂直纸面向里 一质量为m 带电荷量为q的微粒以速度v与磁场垂直 与电场成45 角射入复合场中恰能做匀速直线运动 求电场强度E 磁感应强度B的大小 例2 图3 5 7 点评 洛伦兹力与力学综合应用时 首先要对带电粒子进行受力分析 画出受力图是解决问题的关键 2 有一质量为m 电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面上 并处在磁感应强度为B 方向垂直于纸面向里的匀强磁场中 如图3 5 8所示 为了使小球飘离平面 匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少 方向如何 图3 5 8 解析 当磁场向左运动时 相当于小球向右运动 带正电的小球所受的洛伦兹力方向向上 当其与重力平衡时 小球即将飘离平面 设此时速度为v 则由力的平衡可知mg qvB 所以最小速度v 由左手定则 可以判断出小球相对磁场的运动方向为水平向右 如图3 5 9所示 空间存在水平向右的电场和垂直纸面向外的匀强磁场 一个带正电的小球套在细杆上 与细杆的动摩擦因数为 由静止释放后小球将向下运动 则 双选 例3 图3 5 9 A 小球将做匀加速直线运动B 小球的加速度先增大后减小C 小球最终将做匀速运动D 小球将做加速度一直减小的加速运动 图3 5 10 答案 BC 点评 洛伦兹力的突出特点就是与带电小球的速度有关 当小球的速度发生变化时 所受的洛伦兹力也随之发生变化 而受力的变化又会反过来影响运动状态 表现为力与运动的 互动性 因此分析时一定要找出变化规律 分析出最终状态 3 如图3 5 11所示 空间有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场 质量为m 带电量为 q的绝缘滑块水平向右做匀速直线运动 滑块和水平面间的动摩擦因数为 滑块与墙碰撞后速度为原来的一半 滑块返回时 撤掉电场 恰好也做匀速直线运动 求原来电场强度的大小 图3 5 11 如图3 5 12所示 在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场 质子 氘核 氚核沿平行于金属板方向 以相同的动能射入两极间 其中氘核沿直线运动 未发生偏转 质子和氚核发生偏转后射出 则 偏向正极板的是质子 偏向正极板的是氚核 射出时动能最大的是质子 射出时动能最大的是氚核 以上说法正确的是 例4 A B C D 图3 5 12 答案 D 点评 带电粒子在电磁场中的运动 一定要综合分析所受的电场力和洛伦兹力的情况 才能作出正确的解答 4 在图3 5 13中虚线所围的区域内 存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场 已知从左方水平射入的电子 穿过此区域时未发生偏转 设重力可忽略不计 则在该区域中的E和B的方向不可能是 图3 5 13 A E和B都沿水平方向 并与电子运动的方向相同B E和B都沿水平方向 并与电子运动的方向相反C E竖直向上 B垂直纸面向外D E竖直向上 B垂直纸面向里 解析 选D 2 从太阳或其他星体放射的宇宙射线中含有高能带电粒子 若这些粒子到达地球 将对地球上的生命带来危害 如图所示为地磁场的分布图 关于地磁场对宇宙射线的阻挡作用 下列说法正确的是 A 地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强B 地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强C 地磁场对垂直射向地面的宇宙射线的阻挡作用各处相同D 地磁场对宇宙射线无阻挡作用 3 一个单摆摆球带正电 在水平匀强磁场中振动 振动平面与磁场垂直 如图所示 图中C点为摆球运动的最低点 摆球向右运动和向左运动通过C点时 以下说法中正确的是 A 受到的洛伦兹力相同B 悬线对摆球的拉力相等C 具有相同的动能D 具有相同的速度 7 如图所示 一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上 整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中 现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度 使其由静止开始运动 则滑环在杆上的运动情况不可能是 A 始终做匀速运动B 开始做减速运动 最后静止于杆上C 先做加速运动 最后做匀速运动D 先做减速运动 最后做匀速运动 9 如图所示 一块通电的铜板放在磁场中 板面垂直磁场 板内通有如图方向的电流 a b是铜板左 右边缘的两点 则 双选 A 电势 a bB 电势 b aC 电流增大时 a b 增大D 其他条件不变 将铜板改为NaCl水溶液时 电势结果仍然一样 12 目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机 它可以把气体的内能直接转化为电能 图3 5 27表示出了它的发电原理 将一束等离子体 即高温下电离的气体 含有大量带正电和带负电的微粒 而从整体上来说是呈电中性 喷射入磁场 磁