8.2 磁场对运动电荷的作用
1.带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是 ( ).
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,大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变
C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变
解析 因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有关,如
当粒子速度与磁场垂直时F=qvB,当粒子速度与磁场平行时F=0.又由于洛伦兹力的方
向永远与粒子的速度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,所以A
选项错.因为+q改为-q且速度反向,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由f=qvB
知大小不变,所以B项正确.因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹
角,所以C选项错.因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此洛伦兹力不做功,粒子动能
不变,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,所以D项错.
答案 B
2.初速为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图8-2-1所示,则 ( ).
A.电子将向右偏转,速率不变
B.电子将向左偏转,速率改变
C.电子将向左偏转,速率不变
D.电子将向右偏转,速率改变
解析 由安培定则可知,通电导线右方磁场方向垂直纸面向里,则电子受洛伦兹力方向
由左手定则可判知向右,所以电子向右偏;由于洛伦兹力不做功,所以电子速率不变.
答案 A
3.如图8-2-2所示,一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v,若加上一个垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时 ( ).
A.v变大
B.v变小
C.v不变
D.不能确定v的变化
解析 物体受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下,物体受到的摩擦力变大,到达底端时克
服摩擦力做功增加,动能减少,速度变小,B正确.
答案 B
4.垂直纸面的匀强磁场区域里,一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出,其运动轨迹可能是下图中的 ( ).
解析 题中既没给出离子所带电性,又没给出匀强磁场的具体方向,因此可能有多个
解.假设磁场方向垂直纸面向外,当离子带正电时,由左手定则可以判断离子刚飞入时
所受洛伦兹力方向沿y轴负方向,离子运动轨迹是B;同理可以判断当离子带负电时,
运动轨迹是C,无论哪种情况,离子的运动轨迹都是和x轴相切的,A、D错误.
答案 BC
5.两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的运动轨迹如图8-2-20所示.粒子a的运动轨迹半径为r1,粒子b的运动轨迹半径为r2,且r2=2r1,q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量,则 ( ).
A.a带负电、b带正电,比荷之比为∶=2∶1
B.a带负电、b带正电,比荷之比为∶=1∶2
C.a带正电、b带负电,比荷之比为∶=2∶1
D.a带正电、b带负电,比荷之比为∶=1∶1[
解析 根据磁场方向及两粒子在磁场中的偏转方向可判断出a、b分别带正、负电,根据
半径之比可计算出比荷之比为2∶1.(单直线边界模型)
答案 C
6.如图8-2-4所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了θ角.磁场的磁感应强度大小为 ( ).
A. B.
C. D.
解析 本题考查带电粒子在磁场中的运动.根据画轨迹、找圆心、定半径思路分析.注
意两点,一是找圆心的两种方法:(1)根据初末速度方向垂线的交点.(2)根据已知速度方
向的垂线和弦的垂直平分线交点.二是根据洛伦兹力提供向心力和三角形边角关系,确
定半径qvB=,r=Rcot ,B=.B选项正确(圆边界模型).
答案 B
7.如图8-2-5所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c以不同的速率对准圆心O沿 着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图,若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是 ( ).
A.a粒子速率最大
B.c粒子速率最大
C.c粒子在磁场中运动时间最长
D.它们做圆周运动的周期Ta
【点此下载】