3.5 磁场对运动电荷的作用力

编写：吴昌领   审核：陶海林

【知识要点】

1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做                  。　

2．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：

让磁感线          手心，四指指向    的方向，或负电荷运动的       ，拇指所指电荷所受           的方向。

3．洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式　           。

4．洛伦兹力对运动电荷               ，不会       电荷运动的速率。

5．显像管中使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成          。

【典型例题】

例1．试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.

例2：来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将                                       （　　　）

A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地面向东偏转

C．相对于预定点稍向西偏转D．相对于预定点稍向北偏转

例3：如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（     ）

A．使B的数值增大

B．使磁场以速率 v＝，向上移动

C．使磁场以速率v＝，向右移动

D．使磁场以速率v＝，向左移动

例4： 单摆摆长L，摆球质量为m，带有电荷＋q，在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中摆动，当其向左、向右通过最低点时，线上拉力大小是否相等？

例５：如图所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转,由安装管颈的偏转线圈产生偏转磁场。 ⑴.如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向? ⑵.如果要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向

【课堂检测】

1. 一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则                           （     ）

A．此空间一定不存在磁场          B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场

C．此空间可能有磁场 ，方向与电子速度垂直      D．以上说法都不对

2. 一束带电粒子沿水平方向飞过静止的小磁针的正上方，小磁针也是水平放置，这时小磁针的南极向西偏转，则这束带电粒子可能是　　　　　　         （　 　）

A．由北向南飞行的正离子束　　　　　　B．由南向北飞行的正离子束

C．由北向南飞行的负离子束　　　　　　D．由南向北飞行的负离子束

3.电子以速度v₀垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则　       （     ）

A．磁场对电子的作用力始终不做功      B．磁场对电子的作用力始终不变

C．电子的动能始终不变                D．电子的动量始终不变

4.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是             （       ）

5.如图所示，空间有磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是　　　　　       （      ）

A．B/v，方向竖直向上　　　　　　　B．B/v，方向水平向左

C．Bv，垂直纸面向里　　　　　　　 D．Bv，垂直纸面向外

6.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率      （     ）

A．变大     B．变小      C．不变      D．条件不足，无法判断

7.质量为0.1g的小物块带有5×10^-4C的电荷,放在倾角为30⁰且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:（1）物块带何种电荷?（2）物块刚离开斜面时的速度多大?（3）物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?

       3.5 磁场对运动电荷的作用力

班级         姓名              学号         

1．有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是　　　　　　 （　 　）

A．电荷在磁场中一定受磁场力的作用

B．电荷在电场中一定受电场力的作用

C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致

D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直

2．如果运动电荷在磁场中运动时除磁场力作用外不受其他任何力作用，则它在磁场中的运动可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　   ）

A．匀速圆周运动

B．匀变速直线运动

C．变加速曲线运动

D．匀变速曲线运动

3．电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做　　　　  （　  　）

A．匀速直线运动　　　　　

B．匀速圆周运动

C．加速减速交替的运动　　

D．来回振动

4．带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是

　　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．粒子只受到洛伦兹力的作用.不可能做匀速直线运动

5．如图，是电视机的像管的结构示意图,荧光屏平面位于坐标平面xoy，y轴是显像管的纵轴线,位于显像管尾部的灯丝被电流加热后会有电子逸出,这些电子在加速电压的作用下以很高的速度沿y轴向十y方向射出.构成了显像管的“电子枪”。如果没有其他力作用,从电子枪发射出的高速电子将做匀速直线运动打到坐标原O使荧光屏的正中间出现一个亮点。当在显像管的管颈处的较小区域(图中B部分)加沿z方向的磁场 (偏转磁场),亮点将偏离原点0而打在x轴上的某一点,偏离的方向和距离大小依赖于磁场的磁感应强度B。为使荧光屏上出现沿x轴的一条贯穿全屏的水平亮线(电子束的水平扫描运动)，偏转磁场的磁感应强度随时间变化的规律是图中　　　　　　　　                              (　  　)

6．如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时　　　　　　　　　　 （　　 ）

Ａ．速度相同　　　　　　　　

B．加速度相同

C．所受洛伦兹力相同　　　　　

D．轨道给它的弹力相同

7．两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为              （　 　）

A．2：1　　　　B．1：1　　　C．1：2　　　D．1：4

8．如图所示，质量m=0.1g的小球，带有q=5×10^-4C的正电荷，套在一根与水平方向成θ=37°的绝缘杆上，小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数μ=0.4，这个装置放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度。

9．如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁感线垂直且水平放置的长为l的摆线,拉一质量为带有+q电荷量的摆球,试求摆球通过最低位置时绳上的拉力F的大小。

10．如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,水平放　置一足够长的绝缘直棒,棒上套着一个带正电荷的小球,电场强度为E,方向水平向右,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,小球质量m带电荷量为q小球沿水平棒滑动时动摩擦因数为μ小球开始向右滑动后,问：（1)当小球的速度达到何值时它的加速度最大?加速度的最大值是多少？

（2)小球速度的最大值是多大?

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