1、选择题 关于安培力和洛伦兹力,下列说法中正确的是( )
A.安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力
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.这两种力都是效果力,其实并不存在,原因是不遵守牛顿第三定律
D.安培力对通电导体能做功,洛伦兹力对运动电荷也能做功
参考答案:AB、安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观形式,故安培力和洛伦兹力是性质相同的力,本质上都是磁场对运动电荷的作用力,故A错误、B正确.
C、安培力和洛伦兹力都是实际存在的力,遵守牛顿运动定律,故C错误.
D、洛伦兹始终与运动方向垂直,对运动电荷不做功,故D错误.
故选:B.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如右图所示,在一匀强磁场中有三个带电粒子,其中1和2为质子,3为α粒子的径迹.它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,三者轨道半径r1>r2>r3并相切于P点,设T、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间,则 ( )
A.T1=T2<T3
B.v1=v2>v3
C.a1>a2>a3
D.t1>t2>t3
参考答案:AC
本题解析:本题考查带电粒子在磁场中的偏转,由知,T1=T2,A正确;由知v1>v2,B错误;由Bqv=ma,,知a1>a2>a3,C正确。作出几何图形如图所示,从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN时粒子通过的圆弧所对的圆心角分别为θ1和θ2?经历的时间分别为:因θ1<θ2<θ3,故t1<t2<t3,所以D错误。
点评:带电粒子在磁场中在洛伦兹力提供向心力的前提下做匀速圆周运动,圆周运动的规律都适用,其中洛伦兹力提供向心加速度,根据半径大小可以直接判断速度大小,从而判断周期大小
本题难度:一般
3、选择题 下图所示,带电粒子在磁场中所受洛仑兹力的方向与磁场和运动方向的关系,其中正确的是(?)
参考答案:B
本题解析:本题考查了左手定则的应用,注意四指指向是和正电荷运动方向一致和负电荷运动方向相反,这点在练习中容易出错,尤其是判断负电荷受力时.
根据左手定则可知A图中洛伦兹力向上,故A错误,B图中洛伦兹力方向向上,故B正确;C图中洛伦兹力向外,故C错误;D图中洛伦兹力向上,故D错误.
故选B.
点评:在利用左手定则判断洛伦兹力方向时一定弄清磁场方向的表示方法,在练习中很多学生容易错用右手进行判断,这点要特别注意.
本题难度:简单
4、计算题 如下图a所示的平面坐标系,在整个区域内充满了匀强磁场,磁场方向垂直坐标平面,磁感应强度B随时间变化的关系如图b所示,开始时刻,磁场方向垂直纸面向内,时刻,有一带正电的粒子(不计重力)从坐标原点O沿轴正向进入磁场,初速度为,已知正粒子的荷质比为,其他有关数据见图中标示。试求:
(1)时刻,粒子的坐标;
(2)粒子从开始时刻起经多长时间到达轴;
(3)粒子是否还可以返回原点?如果可以,则经多长时间返回原点?
参考答案:(1)(2)(3)
本题解析:(1)粒子进入磁场后在磁场中做圆周运动,
设半径为R,周期为T,由洛伦兹力提供向心力,有,得:
又
在磁场变化的第一段时间内,粒子运动的周期数为:(运动周期)
运动轨迹对应的圆心角为120°作出粒子在磁场中运动的轨迹如下图a所示,第一段时间末,粒子的坐标为:
,
所求时刻,粒子的坐标(,0.6)
(2)根据第(1)问可知,粒子在第一个磁场变化的时间段内时,运动了个周期,在第二个时间段内运动的周期数为
(个运动周期),所对应的运动轨迹圆心角为60°
第三个时间段内同样运动了:(个运动周期)
对应的圆心角为120°
粒子运动的轨迹如下图a所示,粒子恰好在第三段时间末通过轴
故运动时间为
(3)粒子在磁场中做周期性运动,根据对称性和周期性,画出粒子的部分运动轨迹如上图b所示,其中、、构成一个正三边形,故粒子在磁场中一共运动了6个大圆弧和3个小圆弧,故从原点出发到回到原点的总时间为
点评:本题的难度较大,要掌握住半径公式、周期公式,画出粒子的运动轨迹后,几何关系就比较明显了.
本题难度:一般
5、选择题 下列图中,标出的磁场B的方向、带电粒子运动速度v的方向、洛仑兹力F的方向,正确的是
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般