1、(多选)下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的判断正确的是( )
A.洛伦兹力方向竖直向上
B.洛伦兹力方向垂直纸面向里
C.粒子带负电
D.洛伦兹力方向垂直纸面向外
【答案】ABD
【解析】根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向应该竖直向上,B图中洛伦兹力方向垂直纸面向里,C图中粒子带正电,D图中洛伦兹力方向垂直纸面向外,故A、B、D正确,C错误.
2、一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动,现将该磁场的磁感应强度增大一倍,则带电粒子受到的洛伦兹力( )
A.增大两倍 B.增大一倍
C.减小一半 D.依然为零
【答案】D
【解析】根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向应该竖直向上,B图中洛伦兹力方向垂直纸面向里,C图中粒子带正电,D图中洛伦兹力方向垂直纸面向外,故A、B、D正确,C错误.
3、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
【答案】B
【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知大小也不变,所以B选项正确.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选项错.
4、(多选)关于安培力和洛伦兹力,下面说法中正确的是( )
A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力
B.安培力和洛伦兹力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C.安培力和洛伦兹力,二者是等价的
D.安培力对通电导体能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功
【答案】BD
5、(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图所示的磁场,分离为1、2、3三束,则下列判断正确的是( )
A.1带正电 B.1带负电
C.2不带电 D.3带负电
【答案】ACD
【解析】根据左手定则,带正电的粒子左偏,即1;不偏转说明不带电,即2;带负电的粒子向右偏,说明是3,因此答案为A、C、D.
6、在学校操场的上空停着一个热气球,从它底部脱落一个塑料小部件,下落过程中由于和空气摩擦而带负电,如果没有风,那么它的着地点会落在热气球正下方地面位置的( )
A.偏东 B.偏西 C.偏南 D.偏北
【答案】B
【解析】在北半球,地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北,塑料小部件带负电,根据左手定则可得塑料小部件受到向西的洛伦兹力,故向西偏转,B正确.
7、带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是( )
A.油滴必带正电荷,电荷量为mg/v0B
B.油滴必带正电荷,比荷q/m=q/v0B
C.油滴必带负电荷,电荷量为mg/v0B
D.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=mg/v0B
【答案】A
【解析】油滴水平向右匀速运动,其所受洛伦兹力必向上,与重力平衡,故带正电荷,其电荷量q=mg/v0B,A正确.
8、(多选)如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中,设小球的电荷量不变,小球由静止下滑的过程中( )
A.小球加速度一直增大
B.小球速度一直增大,直到最后匀速
C.棒对小球的弹力一直减小
D.小球所受洛伦兹力一直增大,直到最后不变
【答案】BD
【解析】小球由静止开始下滑,受到向左的洛伦兹力不断增大.在开始阶段,洛伦兹力小于向右的电场力,棒对小球有向左的弹力,随着洛伦兹力的增大,棒对小球的弹力减小,小球受到的摩擦力减小,所以在竖直方向的重力和摩擦力作用下加速运动的加速度增加.当洛伦兹力等于电场力时,棒对小球没有弹力,摩擦力随之消失,小球受到的合力最大,加速度最大.随着速度继续增大,洛伦兹力大于电场力,棒对小球又产生向右的弹力,随着速度增大,洛伦兹力增大,棒对小球的弹力增大,小球受到的摩擦力增大,于是小球在竖直方向受到的合力减小,加速度减小,小球做加速度减小的加速运动,当加速度减小为零时,小球的速度不再增大,以此时的速度做匀速运动.综上所述,选项B、D正确.
9、光滑绝缘杆与水平面保持θ角,磁感应强度为B的匀强磁场充满整个空间,一个带正电q、质量为m、可以自由滑动的小环套在杆上,如图 所示,小环下滑过程中对杆的压力为零时,小环的速度为多大?
【答案】mgcosθ/qB
【解析】以带电小环为研究对象,受力如图所示.
F=mgcosθ,F=qvB,解得v=mgcosθ/qB.
10、如图所示,质量为m=1kg、电荷量为q=5×10-2C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4m的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E=100V/m,方向水平向右,B=1T,方向垂直纸面向里,g=10m/s2.
求:(1)滑块到达C点时的速度;
(2)在C点时滑块所受洛伦兹力
【答案】(1)2 m/s,方向水平向左 (2)0.1 N,方向竖直向下
【解析】
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