磁場對運動電荷的作用例題習(xí)題

1、典型例題例1如圖所示，一個帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該（ ）A使B的數(shù)值增大B使磁場以速率 向上移動C使磁場以速率 向右移動D使磁場以速率 向左移動解析：為使小球?qū)ζ矫鏌o壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場不動而只增大B，靜止電荷在磁場里不受洛倫茲力，A不可能；磁場向上移動相當(dāng)于電荷向下運動，受洛倫茲力向右，也不可能平衡重力，故B、C也不對；磁場以V向左移動，等同于電荷以速率V向右運動，此時洛倫茲力向上當(dāng) 時，帶電體對絕緣水平面無壓力，則 ，選項D正確例2一初速為零的帶電粒子，經(jīng)過電壓為U的

2、電場加速后垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，已知帶電粒子的質(zhì)量是 ，電量是 ，則帶電粒子所受的洛倫茲力為_，軌道半徑為_解： ； 一初速為零的帶電粒子，經(jīng)過電壓為U的電場加速后速度為 ， 以速度 垂直進入勻強磁場，洛倫茲力為 ： 洛倫茲力提供向心力： ， 例3如圖所示，一端無限延伸長矩形區(qū)域 內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場從短邊 的中點 射入速率為 、方向與 夾角 的正粒子，粒子質(zhì)量為 ，（重力不計）帶電量為 ，已知 .（1）試就 的不同討論該粒子在 、 、 邊上射出的范圍（2）粒子在磁場中運動的最長時間為多少？此時粒子的速度 應(yīng)滿足什么條件？粒子在何處出射？解：粒子

3、在矩形區(qū)域內(nèi)運動的邊界狀態(tài)如圖：由幾何關(guān)系： 粒子做勻速圓周運動 對 有： 對 有： 討論：（1）當(dāng) 時粒子在 邊上射出磁場，射出范圍為EF段： （2）當(dāng) 時，粒子在 邊上的GH段射出，射出段GH的范圍： （3）當(dāng) 時，粒子在 邊上的OM段上射出射出段OM的范圍： 當(dāng)粒子從M點射出時，旋轉(zhuǎn)角度最大為 ，在磁場中運動時間最長： 習(xí)題精選一、選擇題1、如圖中表示磁場B，正電荷運動方向 和磁場對電荷作用力F的相互關(guān)系圖，這四個圖中畫得正確的圖是（其中B、F、V兩兩垂直）（ ）2、下列說法正確的是（ ）A運動電荷在磁感應(yīng)強度不為零的地方，一定受到洛倫茲力作用B運動電荷在某處不受洛倫茲力作用，則該處的磁

4、感應(yīng)強度一定為零C洛倫茲力即不能改變帶電粒子的動能，也不能改變帶電粒子的動量D洛倫茲力對帶電粒子永不做功3電子以初速度 垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中，則：A磁場對電子的作用力始終不變B磁場對電子的作用力始終不做功；C電子的動量始終不變D電子的動能始終不變4一束電子從上向下運動，在地球磁場的作用下，它將：A向東偏轉(zhuǎn) B向西偏轉(zhuǎn)C向南偏轉(zhuǎn) D向北偏轉(zhuǎn)5有三束粒子，分別是質(zhì)子（ ）、氚核（ ）和 粒子束，如果它們以相同的速度沿垂直于磁場方向射入勻強磁場（磁場方向垂直紙面向里）在如圖中，正確地表示出這三束粒子的運動軌跡的圖是：6如圖所示， 是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一給定的勻

5、強磁場中，磁場方向垂直于圓弧所在平面，并且指向紙外有一束粒子對準(zhǔn) 端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度，但都是一價正離子則：A只有速度大小一定的粒子可以活中心線通過彎管B只有質(zhì)量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管C只有動量大小一定的粒子可以沿中心線通過彎管D只有能量大小一定的粒子可以治中心線通過彎管7一束帶電粒子，沿著水平方向平行地飛過靜止的小磁針的正上方，這時磁針的南極向西偏轉(zhuǎn)，這一帶電粒子束可能是：A由北向南飛行的正離子束B由南向北飛行的正離子束C由北向南飛行的負離子束D由南向北飛行的負離子束8關(guān)于質(zhì)子、 粒子、氘核三種粒子的運動，下列說法正確的是：A在同一勻強磁場中作圓周運動的氘核和

6、粒子的角速度一定相等；B如垂直射入同一勻強磁場，且半徑都相同，那么氘核的動能最?。籆以相同速度垂直射入同一勻強磁場中作圓周運動的半徑各不相同；D如都從同一點以相同的速度垂直射入同一勻強電場，然后飛向熒屏，屏上有三個亮點9同位素離子以相同的速率從 孔射入正方形空腔中，空腔內(nèi)強磁場的磁感應(yīng)強度方向如圖所示，如果從 、 射出的離子質(zhì)量分別為 、 ，打到 點的離子質(zhì)量為 ，則下列判斷正確的是：A B C D 10兩個粒子，帶電量相等，在同一勻強磁場中只受磁場力百作勻速圓周運動A若速度相等，則半徑必相等B若質(zhì)量相等，則周期必相等C若動量大小相等，則半徑必相等D若動能相等，則周期必相等二、填空題1如圖所示

7、，質(zhì)量為m的帶正電的小球能沿著豎直墻豎直滑下，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向水平并與小球運動方向垂直，若小球帶正電量q，球與墻面的動摩擦因數(shù)為 ，則小球下落的最大速度為_2擺線長為L，擺球質(zhì)量為m帶正電量q的單擺從如圖所示位置A擺下，到最低處時便在一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中運動，擺動平面垂直磁場，若圖中 ，擺球從A起第一次到最低處時，擺線上的拉力為_3一個電子在勻強磁場中運動而不受到磁場力的作用，則電子運動的方向是_4一質(zhì)量為 電量為 的帶電粒子在磁感應(yīng)強度為B勻強磁場中作圓周運動，其效果相當(dāng)于一環(huán)形電流，則此環(huán)形電流的電流強度 _5一電子在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，以一固定的正點電荷為

8、圓心作圓周運動，磁場方向垂直于它的運動平面，電子受的電場力為洛倫茲力的3倍，電子質(zhì)量為 ，那么電子運動的角速度可能是_6如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，若在圓心處靜止的原子核中釋放一個質(zhì)量為 ，電量為 的粒子，粒子的初速度 垂直于B，則 必須滿足條件_時，粒子才能從磁場中穿出，粒子穿這磁場需要的最長時間為_三、計算題1磁流體發(fā)電機原理如圖所示一束等離子體射入磁場，磁場中有兩塊上、下平行放置的金屬板A和B由于洛倫茲力的作用，兩金屬板上會聚集電荷，使A、B兩極間有電勢差問該裝置輸出的最高電壓多大？（已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，兩板相距d，等離子體噴火的速

9、度為v）答案：一、1、D 2、D3BD力和動量是矢量，動能是標(biāo)量，垂直磁場運動的電子受洛倫茲力作用，方向時刻跟電子速度方向垂直，所以洛倫茲力始終不做功這樣，電子的動能不變；而電子的速度方向卻時刻改變，所以電子的動量一定發(fā)生變化據(jù)洛倫茲力公式 可知，電子受到的格侖茲力只是大小保持不變，方向隨電子的速度方向而時刻變化4B地球表面地磁場方向由南向北，由左手定則，電子從上向下運動過程中，受洛倫茲力作用，則它將向西偏轉(zhuǎn)5C帶電粒子垂直于磁場方向射入勻強磁場，作勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則其半徑 為： 當(dāng) 、 相同時： 6C帶電粒子在洛倫茲力作用下作圓周運動的半徑 題中條件 、B為定值，故 與動量

10、 一一對應(yīng)7AD將這束粒子等效為通電直導(dǎo)線，依題意由左手定則判定A、D正確8AB帶電粒子垂直射入勻強磁場作圓周運動，洛倫茲力提供向心力： 則： ， ，即有： ， ，即有： 屏上有二個亮點 ，當(dāng)半徑相等時有： ，氘核的動能最小9CS離子只在洛倫茲力作用下在垂直于磁場平面內(nèi)作勻速率圓周運動，半徑： 由圖中條件知： ， ，而同位素離子的電量相等質(zhì)量不同，所以有： ， 10CB帶電粒子在洛倫茲力作用下作圓周運動的半徑 ，周期 ，題中條件 、B為定值，則動量大小相等時半徑必相等，質(zhì)量相等時周期必相等二、1 2 3平行于磁場方向電子沿平行于磁力線射入勻強磁場時，洛倫茲力為零4 此環(huán)形電流的電流強度： 5 ； 依題意可能有二種情況： ， ， 6 ； 設(shè)粒子在該磁場做勻速圓周運動的半徑為： 當(dāng) 時粒子才能從磁場中穿出，即： ， 粒子穿出磁場需要的最長時間： .三、等離子體就是帶正、負電荷的離子，這些帶電微粒噴火磁場后受到洛倫茲力作用而分別偏向上、下兩金屬板，兩板帶電后在板間形成電場以后噴火的正、負離子除了受到洛倫茲力外，還將受到與洛倫茲力反向的電場力作用洛倫茲力 ，是定值，而電場力卻隨AB兩板積累的電荷增多而增大當(dāng)兩板電行增至一定量時，即電場強度達到某一值，正、負離子受到的