1、选择题 下列哪种力是洛伦兹力( )
A.电荷间的相互作用力
B.电场对电荷的作用力
C.磁铁对小磁针的作用力
D.磁场对运动电荷的作用力
参考答案:A、电荷间相互作用力称为库仑力.故A错误.
? B、电场对电荷的作用力称为电场力.故B错误.
? C、磁铁对小磁针的作用力称为磁场力.故C错误.
? D、磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力.故D正确.
故选D.
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 根据科普资料介绍,受控核聚变装置中有极高的温度,因而带电粒子将没有通常意义上的”容器”可装,而是借助磁场能约束带电粒子运动这一理论,从而使高速运动的带电粒子束缚在某一磁场区域内,那么,该磁场就成了某种意义上的容器了。
(1)实践表明,如果氦核在磁场区域内沿垂直于磁场方向运动,速度大小V与它在磁场中运动的轨道半径R有关,根据我们已学过的知识,试推导出V与R的关系式。(已知氦核的荷质比为q/m,磁场的磁感强度为B,氦核重力不计)
(2)对于上面的”容器”,我们现按下面的简化条件来讨论:如图所示是一个截面为内径R1,外径R2的环状区域,区域内有垂直于截面的匀强磁场,已知氦核的荷质比为q/m,磁场的磁感强度为B,若氦核平行于截面从A点以相同速率沿各个方向射入磁场都不能穿出磁场外边界,求氦核的最大速度。
参考答案:(1)V=qBR/m(2)Vm≤qB(R2-R1)/2m
本题解析:(1).因氦核垂直磁场方向运动且只受洛仑兹力作用,故氦核以速度V在磁感强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动,由洛仑兹力和牛顿第二定律得:
qVB=ma=mV2/R? 4分?
则V=qBR/m? 4分
(2).当氦核以Vm的速度沿与内圆相切时射出,且其轨迹与外圆相切,如图所示,则Vm就是所求的最大速度.设轨迹圆的半径为r,则:
r=(R2-R1)/2? 3分?
由qVB=mV2/R得:R=mV/qB?
要氦核不穿出磁场边界,则应满足:R≤r?
则Vm≤qBr/m? 3分?
即Vm≤qB(R2-R1)/2m? 3分
本题难度:一般
3、选择题 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。忽略带电粒子的重力。下列表述正确的是( )
A.M带负电,N带正电
B.M的速率小于N的速率
C.洛伦兹力对M、N均做正功
D.M的运行时间大于N的运行时间
参考答案:A
本题解析:由左手定则可判断出,N带正电,M带负电,A选项正确;洛伦兹力充当向心力得,由图知,带电粒子质量和电荷量都相等,所以,B选项错误;由于洛伦兹力时刻与速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,C选项错误;由知,,两个带电粒子均转半圈,, M的运行时间等于N的运行时间,D选项错误。
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场,对该带电粒子进入磁场后的运动情况,下列判断正确的是( )
A.粒子向上偏转
B.粒子向下偏转
C.粒子不偏转
D.粒子很快停止运动