版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
5運動電荷在磁場中受到的力一、洛倫茲力的方向1.洛倫茲力:運動電荷在磁場中受到的力.2.洛倫茲力的方向(1)左手定則:伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向正電荷運動的方向,這時拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向.負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反.(2)特點:F⊥B,F(xiàn)⊥v,即F垂直于B和v決定的平面.二、洛倫茲力的大小1.洛倫茲力與安培力的關(guān)系(1)安培力是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).而洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì).(2)洛倫茲力對電荷不做功,但安培力卻可以對導(dǎo)體做功.2.洛倫茲力的大?。篎=qvBsinθ,θ為電荷運動的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角.(1)當(dāng)電荷運動方向與磁場方向垂直時:F=qvB;(2)當(dāng)電荷運動方向與磁場方向平行時:F=0;(3)當(dāng)電荷在磁場中靜止時:F=0.3.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做直線運動的兩種情景(1)速度方向與磁場平行,不受洛倫茲力作用,可做勻速直線運動,也可在其他作用下做變速直線運動.(2)速度方向與磁場不平行,且除洛倫茲力外的各力均為恒力,若軌跡為直線則必做勻速直線運動.帶電粒子所受洛倫茲力也為恒力.4.速度選擇器的工作原理(1)裝置及要求如圖,兩極間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,二者方向互相垂直,帶電粒子從左側(cè)射入,不計粒子重力.(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qE=qvB,即v=eq\f(E,B).(3)速度選擇器的特點①v的大小等于E與B的比值,即v=eq\f(E,B).可知速度選擇器只對選擇的粒子速度有要求,而對粒子的質(zhì)量、電荷量大小及帶電正、負(fù)無要求.②當(dāng)v>eq\f(E,B)時,粒子向F洛方向偏轉(zhuǎn),F(xiàn)電做負(fù)功,粒子的動能減小,電勢能增大.③當(dāng)v<eq\f(E,B)時,粒子向F電方向偏轉(zhuǎn),F(xiàn)電做正功,粒子的動能增大,電勢能減小.三、電視顯像管的工作原理電視機(jī)顯像管的構(gòu)造和原理(1)電視機(jī)顯像管由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏組成.(2)電視機(jī)顯像管利用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理.(3)在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場,其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化,因此電子束打在熒光屏上的光點不斷移動,這在電視技術(shù)中叫做掃描.1下圖中,電荷的速度方向、磁場方向和電荷的受力方向之間關(guān)系正確的是()2兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場,兩粒子質(zhì)量之比為1∶4,電荷量之比為1∶2,則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為()A.2∶1B.1∶1C.1∶2D.1∶43一個帶正電的微粒(重力不計)穿過如圖所示的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場區(qū)域時,恰能沿直線運動,則欲使微粒向下偏轉(zhuǎn)時應(yīng)采用的方法是()A.增大電荷質(zhì)量B.增大電荷量C.減小入射速度D.增大磁感應(yīng)強(qiáng)度4如圖所示,a為帶正電的小物塊,b是一不帶電的絕緣物塊(設(shè)a、b間無電荷轉(zhuǎn)移),a、b疊放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)用水平恒力F拉b物塊,使a、b一起無相對滑動地向左做加速運動,則在加速運動階段()A.a對b的壓力不變B.a對b的壓力變大C.a、b物塊間的摩擦力變大D.a、b物塊間的摩擦力不變5(多選)如圖所示為速度選擇器裝置,場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場互相垂直.一帶電量為+q,質(zhì)量為m的粒子(不計重力)以速度v水平向右射入,粒子恰好沿直線穿過,則下列說法正確的是()A.若帶電粒子帶電量為+2q,粒子將向下偏轉(zhuǎn)B.若帶電粒子帶電量為-2q,粒子仍能沿直線穿過C.若帶電粒子速度為2v,粒子不與極板相碰,則從右側(cè)射出時電勢能一定增加D.若帶電粒子從右側(cè)水平射入,粒子仍能沿直線穿過6帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場,恰做勻速直線運動,如圖所示,若油滴質(zhì)量為m,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則下述說法正確的是()A.油滴必帶正電荷,電荷量為eq\f(mg,v0B)B.油滴必帶正電荷,比荷eq\f(q,m)=eq\f(v0B,g)C.油滴必帶負(fù)電荷,電荷量為eq\f(mg,v0B)D.油滴帶什么電荷都可以,只要滿足q=eq\f(mg,v0B)7電視顯像管原理的示意圖如圖所示,當(dāng)沒有磁場時,電子束將打在熒光屏正中的O點,安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場,使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn).設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向,若使電子打在熒光屏上的位置由a點逐漸移動到b點,下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()8兩個完全相同的帶等量的正電荷的小球a和b,從同一高度自由落下,分別穿過高度相同的水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,如圖所示,然后再落到地面上,設(shè)兩球運動所用的總時間分別為ta、tb,則()A.ta=tbB.ta>tbC.ta<tbD.條件不足,無法比較9截面為矩形的載流金屬導(dǎo)線置于磁場中,導(dǎo)線中電流方向向右,如圖所示,將出現(xiàn)下列哪種情況()A.在b表面聚集正電荷,而a表面聚集負(fù)電荷B.在a表面聚集正電荷,而b表面聚集負(fù)電荷C.開始通電時,電子做定向移動并向b偏轉(zhuǎn)D.兩個表面電勢不同,a表面電勢較高10如圖,水平放置的平行板電容器兩板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,開關(guān)S閉合時一帶電粒子恰好水平向右勻速穿過兩板,重力不計.對相同狀態(tài)入射的粒子,下列說法正確的是()A.保持開關(guān)閉合,若滑片P向上滑動,粒子可能從下極板邊緣射出B.保持開關(guān)閉合,若將磁場方向反向,粒子仍可能沿直線射出C.保持開關(guān)閉合,若A極板向上移動后,調(diào)節(jié)滑片P的位置,粒子仍可能沿直線射出D.如果開關(guān)斷開,調(diào)節(jié)滑片P的位置,粒子可能繼續(xù)沿直線射出11目前世界上有一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī),如圖表示它的原理:將一束等離子體(包含正、負(fù)離子)噴射入磁場,在磁場中有兩塊金屬板A、B,于是金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓.以下說法正確的是()A.B板帶正電B.A板帶正電C.其他條件不變,只增大射入速度,UAB增大D.其他條件不變,只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,UAB增大12如圖所示,用絲線吊著一個質(zhì)量為m的帶電(絕緣)小球處于勻強(qiáng)磁場中,空氣阻力不計,當(dāng)小球分別從A點和B點向最低點O運動且兩次經(jīng)過O點時()A.小球的動能相同B.絲線所受的拉力相同C.小球所受的洛倫茲力相同D.小球的向心加速度相同13如圖所示,在一絕緣、粗糙且足夠長的水平管道中有一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電球體,管道半徑略大于球體半徑.整個管道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與管道垂直.現(xiàn)給帶電球體一個水平速度v,則在整個運動過程中,帶電球體克服摩擦力所做的功可能為()A.0B.eq\f(1,2)m(eq\f(mg,qB))2C.eq\f(1,2)mv2D.eq\f(1,2)m[v2-(eq\f(mg,qB))2]14一個質(zhì)量為m=0.1g的小滑塊,帶有q=5×10-4C的電荷量,放置在傾角α=30°的光滑斜面上(絕緣),斜面固定且置于B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里,如圖所示,小滑塊由靜止開始沿斜面滑下,斜面足夠長,小滑塊滑至某一位置時,要離開斜面(g取10m/s2).求:(保留兩位有效數(shù)字)(1)小滑塊帶何種電荷?(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大?(3)該斜面長度至少多長?15質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球,用一長為l的絕緣細(xì)線懸掛在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示,用絕緣的方法使小球位于能使懸線呈水平的位置A,然后由靜止釋放,小球運動的平面與B的方向垂直,小球第一次和第二次經(jīng)過最低點C時懸線的拉力FT1和FT2分別為多少?16如圖所示,質(zhì)量為m=1kg、電荷量為q=5×10-2C的帶正電的小滑塊,從半徑為R=0.4m的光滑絕緣eq\f(1,4)圓弧軌道上由靜止自A端滑下.整個裝置處在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場中.已知E=100V/m,方向水平向右,B=1T,方向垂直紙面向里,g=10m/s2.求:(1)滑塊到達(dá)C點時的速度;(2)在C點時滑塊所受洛倫茲力;(3)在C點滑塊對軌道的壓力.
5運動電荷在磁場中受到的力1答案C解析選項A、B中電荷速度方向與磁感線方向平行,不受洛倫茲力,故選項A、B錯誤;由左手定則知C選項正確;選項D中負(fù)電荷受洛倫茲力向上,故D錯誤.2答案C解析帶電粒子的速度方向與磁感線方向垂直時,洛倫茲力F=qvB與電荷量成正比,與質(zhì)量無關(guān),C項正確.3答案C解析微粒在穿過這個區(qū)域時所受的力為:豎直向下的電場力Eq和豎直向上的洛倫茲力qvB,且此時Eq=qvB.若要使微粒向下偏轉(zhuǎn),需使Eq>qvB,則減小速度v、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B或增大電場強(qiáng)度E均可.4答案B解析a、b整體受總重力、拉力F、向下的洛倫茲力qvB、地面的支持力FN和摩擦力Ff,豎直方向有FN=(ma+mb)g+qvB,水平方向有F-Ff=(ma+mb)a,F(xiàn)f=μFN.在加速階段,v增大,F(xiàn)N增大,F(xiàn)f增大,加速度a減小.對a受力分析,a受重力mag、向下的洛倫茲力qvB、b對a向上的支持力FN′、b對a向左的靜摩擦力Ff′,豎直方向:FN′=mag+qvB,水平方向:Ff′=maa.隨著v的增大,F(xiàn)N′增大,選項A錯誤,B正確;加速度a在減小,所以a、b物塊間的摩擦力變小,選項C、D均錯誤.5答案BC解析粒子恰好沿直線穿過,電場力和洛倫茲力均垂直于速度,故合力為零,粒子做勻速直線運動;根據(jù)平衡條件,有:qvB=qE,解得:v=eq\f(E,B),只要粒子速度為eq\f(E,B),就能沿直線勻速通過選擇器;故A錯誤,B正確;若帶電粒子速度為2v,電場力不變,洛倫茲力變?yōu)樵瓉淼?倍,故會偏轉(zhuǎn),克服電場力做功,電勢能增加;故C正確;若帶電粒子從右側(cè)水平射入,電場力方向不變,洛倫茲力方向反向,故粒子一定偏轉(zhuǎn),故D錯誤.6答案A解析油滴水平向右做勻速直線運動,其所受的洛倫茲力必向上且與重力平衡,故帶正電荷,其電荷量為q=eq\f(mg,v0B),A正確,C、D錯誤;比荷eq\f(q,m)=eq\f(g,v0B),B錯誤.7答案A解析電子偏轉(zhuǎn)到a點時,根據(jù)左手定則可知,磁場方向垂直紙面向外,對應(yīng)的B-t圖的圖線應(yīng)在t軸下方;電子偏轉(zhuǎn)到b點時,根據(jù)左手定則可知,磁場方向垂直紙面向里,對應(yīng)的B-t圖的圖線應(yīng)在t軸上方,A正確.8答案C解析a球進(jìn)入勻強(qiáng)電場后,始終受到水平向右的電場力F電=qE作用,這個力不會改變a在豎直方向運動的速度,故它下落的總時間ta與沒有電場時自由下落的時間t0相同.b球以某一速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場瞬間它就受到水平向右的洛倫茲力作用,這個力只改變速度方向,會使速度方向向右發(fā)生偏轉(zhuǎn),又因為洛倫茲力始終與速度方向垂直,當(dāng)速度方向變化時,洛倫茲力的方向也發(fā)生變化,不再沿水平方向.如圖所示為小球b在磁場中某一位置時的受力情況,從圖中可以看出洛倫茲力F洛的分力F1會影響小球豎直方向的運動,使豎直下落的加速度減小(小于g),故其下落的時間tb大于沒有磁場時小球自由下落的總時間t0.綜上所述,ta<tb.9答案A解析金屬導(dǎo)體靠電子導(dǎo)電,金屬正離子并沒有移動,而電流由金屬導(dǎo)體中的自由電子的定向移動(向左移動)形成.應(yīng)用左手定則,四指應(yīng)指向電流的方向,讓磁感線垂直穿過手心,拇指的指向即為自由電子的受力方向.也就是說,自由電子受洛倫茲力方向指向a表面一側(cè),實際上自由電子在向左移動的同時,受到指向a表面的作用力,并在a表面進(jìn)行聚集,由于整個導(dǎo)體是呈電中性的(正、負(fù)電荷總量相等),所以在b的表面“裸露”出正電荷層,并使b表面電勢高于a表面電勢.10答案AC解析帶電粒子勻速通過兩極間,電場力和洛倫茲力相等.若開關(guān)閉合,滑片P向上滑動,兩極間電壓減小,電場力減小,粒子向下偏轉(zhuǎn),A正確.若磁場反向,洛倫茲力也反向,粒子不能沿直線射出,B錯誤.開關(guān)閉合,A板向上移動后,調(diào)節(jié)滑片P的位置,可使電場強(qiáng)度不變,粒子仍可能沿直線射出,C正確.開關(guān)斷開,電容器通過電阻放電,粒子不再受電場力作用,也就不能沿直線射出,D錯誤.11答案ACD解析根據(jù)左手定則,正離子進(jìn)入磁場受到的洛倫茲力向下,A正確,B錯誤.最后,離子受力平衡有qBv=qeq\f(UAB,d),可得UAB=Bvd,C、D正確.12答案AD解析帶電小球受到的洛倫茲力和絲線的拉力與速度方向時刻垂直,對小球不做功只改變速度方向,不改變速度大小.只有重力做功,故兩次經(jīng)過O點時速度大小不變,動能相同,選項A正確;小球分別從A點和B點向最低點O運動且兩次經(jīng)過O點時速度方向相反,由左手定則可知兩次過O點時洛倫茲力方向相反,絲線的拉力大小也就不同,故選項B、C錯誤;由an=eq\f(v2,R)可知向心加速度相同,選項D正確.13答案ACD解析當(dāng)小球帶負(fù)電時,對小球受力分析如圖甲所示,隨著向右運動,速度逐漸減小,直到速度減小為零,所以克服摩擦力做的功為W=eq\f(1,2)mv2.當(dāng)小球帶正電時,設(shè)當(dāng)安培力等于重力時,小球的速度為v0,則mg=qv0B,即v0=eq\f(mg,qB).當(dāng)v=v0時,受力分析如圖乙所示,重力與洛倫茲力平衡,所以小球做勻速運動時克服摩擦力做的功為W=0;當(dāng)v<v0時,受力分析如圖丙所示,管壁對小球有向上的支持力,隨著向右減速運動,速度逐漸減小,支持力、摩擦力逐漸增大,直到速度減小到零,所以克服摩擦力做的功為W=eq\f(1,2)mv2;當(dāng)v>v0時,受力分析如圖丁所示,管壁對小球有向下的彈力,隨著小球向右減速運動,洛倫茲力逐漸減小、彈力逐漸減小,摩擦力逐漸減小,直到彈力減小到零,摩擦力也為零,此時重力和洛倫茲力平衡,此后小球向右做勻速運動,所以克服摩擦力做的功為W=eq\f(1,2)mv2-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)=eq\f(1,2)m[v2-(eq\f(mg,qB))2],綜上分析,可知A、C、D項正確.14答案(1)負(fù)電荷(2)3.5m/s(3)1.2m解析(1)小滑塊在沿斜面下滑的過程中,受重力mg、斜面支持力FN和洛倫茲力F作用,如圖所示,若要使小滑塊離開斜面,則洛倫茲力F應(yīng)垂直斜面向上,根據(jù)左手定則可知,小滑塊應(yīng)帶負(fù)電荷.(2)小滑塊沿斜面下滑的過程中,由平衡條件得F+FN=mgcosα,當(dāng)支持力FN=0時,小滑塊脫離斜面.設(shè)此時小滑塊速度為vmax,則此時小滑塊所受洛倫茲力F=qvmaxB,所以vmax=eq\f(mgcosα,qB)=eq\f(0.1×10-3×10×\f(\r(3),2),5×10-4×0.5)m/s≈3.5m/s.(3)設(shè)該斜面長度至少為l,則小滑塊離開斜面的臨界情況為小滑塊剛滑到斜面底端時.因為下滑過程中只有重力做功,由動能定理得mglsinα=eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)-0,所以斜面長至少為l=eq\f(v\o\al(2,max),2gsinα)=e
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 《酒店新員工培訓(xùn)》課件
- 《教育本質(zhì)》課件
- 《詞類句子成分》課件
- 急性風(fēng)濕熱的健康宣教
- 兒童牙病的健康宣教
- 垂體性閉經(jīng)的健康宣教
- 孕期水樣分泌物的健康宣教
- 《例解決問題》課件
- 武漢大學(xué)金融工程學(xué)課件-金融工程
- 腎上腺髓質(zhì)增生的臨床護(hù)理
- 2024年公安機(jī)關(guān)人民警察高級執(zhí)法資格考試試卷
- 地 理第三章地球的面貌復(fù)習(xí)課件-2024-2025學(xué)年湘教版地理七年級上冊
- 2024-2025學(xué)年小學(xué)美術(shù)一年級上冊(2024)桂美版(2024)教學(xué)設(shè)計合集
- 國際貿(mào)易理論與實務(wù) 課件 第7章 區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化
- 2024內(nèi)蒙古財經(jīng)大學(xué)輔導(dǎo)員公開招聘(列編招聘)3人及歷年高頻難、易錯點500題模擬試題附帶答案詳解
- 安徽省2023-2024學(xué)年七年級上學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題(原卷版)
- 醫(yī)院等級創(chuàng)建工作匯報
- 2024至2030年中國3C電子產(chǎn)品租賃行業(yè)市場深度研究及投資規(guī)劃建議報告
- 11G902-1 G101系列圖集常用構(gòu)造三維節(jié)點詳圖
- DL∕T 5372-2017 水電水利工程金屬結(jié)構(gòu)與機(jī)電設(shè)備安裝安全技術(shù)規(guī)程
- 溝槽土方開挖施工
評論
0/150
提交評論