第十章 微专题67 磁场对运动电荷(带电体)的作用.docx
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1、微专题67磁场对运动电荷(带电体)的作用1.只有运动电荷(带电体)在磁场中才受洛伦兹力作用,洛伦兹力的大小与速度大小有关2安培力可以做功,但洛伦兹力对运动电荷不做功.1.如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行,垂直纸面放置,其间距均为m电流大小均为/,方向垂直纸面向里(已知电流为/的长直导线产生的磁场中,距导线处的磁感应kl强度8 =岸,其中Z为常数),某时刻有一电子(质量为2、电荷量为)正好经过坐标原点0,速度大小为小 方向沿y轴正方向,则电子此时所受洛伦兹力()1/ / / / 、A.方向垂直纸面向里,大小为笑如A d“ TAd I r u 2y3evklB.方向指向x轴正方向,大小
2、为一C.方向垂直纸面向里,大小为上署D.方向指向x轴正方向,大小为 ,答案A解析 P、Q两根导线距离。点的距离相等,根据安培定则,在。点产生的磁感应强度方向相反,大小相等,合磁感应强度为零,所以。点实际磁感应强度等于R在。点产生的磁感应强度,根据安培定则,。点的磁感应强度方向沿X轴负方向,R0=a,磁感应强度的大lj 23kr小8=黄2.根据左手定则,电子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里,大小为F=evB=2.如图所示,一倾角为6=53。的粗糙绝缘斜面固定在水平面上,在其所在的空间存在竖直向上、大小E= IX IO? n/C的匀强电场和垂直纸面向外、大小8=1X1()2t的匀强磁场.现让一质量m=
3、0.4kg、电荷量q=lXl(2c的带负电小滑块从斜面上某点由静止释放,小滑块运动1 m后离开斜面.已知5亩53。=0.8,8$53。=0.6,&=1()111/52,则以下说法正确的是( )A.离开斜面前小滑块沿斜面做匀加速运动B.小滑块离开斜面时的速度大小为1.8 m/sC.在离开斜面前的过程中小滑块电势能增加了 0.8 JD.在离开斜面前的过程中产生的热量为2.2 J答案D解析 小滑块在下滑过程中受重力、电场力、洛伦兹力、弹力和摩擦力作用.由于洛伦兹力的大小变化使小滑块对斜面的压力减小,从而导致摩擦力减小,故小滑块做加速度增大的加速运动,选项A错误;当洛伦兹力增大至小滑块对斜面的压力为。
4、时,小滑块将离开斜面运动,此时有:qvI3=(mg+Eq)cos 53,解得小滑块离开斜面时的速度大小为3 m/s,选项B错误;整个运动过程中,电场力做正功,由Ep= 一 “sin9代入数据得小滑块的电势能减小了 0.8J,选项C错误;对离开斜面前的运动过程,由动能定理得(mg+E)sin53。一用二2-0,解得整个过程中摩擦力做功2.2 J,即产生的热量为2.2 J,选项D正确.3.如图所示,足够大的垂直纸面向里的匀强磁场中固定一光滑斜面,A、8两物块叠放在斜面上,A带正电,8不带电且上表面绝缘.在/=0时刻,释放两物块,A、8由静止开始一起沿斜面向下运动,以下说法正确的是()A. A所受洛
5、伦兹力大小与时间,成正比关系B. A对3的压力大小与时间/成反比关系C. A、8间的摩擦力越来越小D.斜面倾角越大,A、8一起沿斜面运动的位移越大答案A解析 对4进行受力分析,A受重力、洛伦兹力和支持力,则其合力为相gsin9,根据牛顿第二定律 mgsin =na,得 =gsin ,则 u=R=gsin ,洛伦兹力为 F=qvB=qBgtsn ,即洛伦兹力大小与时间/成正比,故A正确;A对8的压力大小B=2gcos7=zgcos 6一qBgtsinO,压力大小与时间是一次函数关系,故B错误;沿斜面下滑的过程中,4和8以0=gsin 的加速度运动,没有相对运动趋势,故A、B之间没有摩擦力,故C错
6、误;当727COS m1mgcos -qBgtsin 0=0时,A、B开始分离,此时1=./%山。=qBtan夕 位移 工=卧序=ggsin久篇器)2=弟余三鬻,故位移随着倾角的增大而减小,故D错误.4.(多选)两个带正电的粒子,以相同大小的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,己知它们的质量之比为in甲:m乙=2 : 1、带电荷量之比为q甲:q乙=1 : 3.不计粒子重力和粒子之间的相互作用,下列说法正确的是()A.粒子做圆周运动的轨道半径之比为R甲:R乙=1 : 6B.粒子做圆周运动的周期之比为了甲:T乙=6 : 1C.粒子做圆周运动的角速度大小之比为甲:co乙=3 : 2D.粒子做圆周运动
7、的加速度大小之比为。甲:。乙=1 : 6答案BD解析 由于带电粒子均做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力可得w3=仄,推出R=篝,又因为两者速度大小相等,质量之比加甲:加乙=2 : 1,电荷量之比夕甲:q乙=1 : 3,故R甲:R乙=6: 1,选项A错误;由圆周运动周期计算公式丁= 受可得周期丁=幺詈,代入数VCD2兀据可得了甲:T乙=6 : 1,选项B正确;圆周运动角速度与周期关系=亍可得/甲:/乙=1 : 6,选项C错误;由洛伦兹力提供向心力可得夕。8=皿,故。甲:。乙=1:6,选项D正确.5.(多选)如图所示,分界线MN上下两侧有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度分别为B和&, 一质量为加,
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