广东省佛山市三水区实验中学高中物理 第1章 电与磁 第六节 洛伦兹力初探练习粤教版选修11
第1章 第6节洛伦兹力初探
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3.如下图所示,阴极射线管在高压下会发射电子束,图1 直线 .把阴极射线管放在蹄形磁铁 -6-1中电子束的径迹是______ 下 发生了偏转,若 的磁场中,图1-6- 2中电子束的径迹向 ____ 调换磁铁南北极的位置,则电子束的径迹会向 ____ 上 偏转.可 洛伦兹力 的作用. 见,磁场对运动电荷会产生____________
解析 图. (1)半径
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如图所示为带电粒子运动的示意
带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力 F=qvB 提供粒子做匀 速圆周运动的向心力. v2 mv qvB=m r ,所以 r= qB . 当粒子电荷量相同, 进入同一磁场做匀速圆周运动时,r∝mv,A 错 C 对.
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(2)周期 mv 2πr 由 r= qB 和 T= v 得 2πm T= qB . 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟粒子的质 量、电荷量和磁感应强度三者有关,与动能无关, B 对 D 错.
B图带电粒子受力方向垂直纸面向外; C图带电粒子带负电,
D图带电粒子受力方向垂直纸面向里.
答案 向上 垂直纸面向外 带负电 垂直纸面向里
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在进行洛伦兹力的方向判断时,特别注意洛伦兹力既垂直 B 又垂直 v 的特点,也就是始终垂直于由 B 与 v 相交决定的平 面.当v⊥B时, F、B、 v两两垂直.当 v∥B时,找不到v与B 决定的平面,而此时F=0.
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典例剖析
左手定则的应用 【例1】 试判断如图所示的各带电粒子所受洛伦兹力的方
向 或 带 电 粒 子 的 带 电 性 : A__________ 、 B________ 、
高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探学案粤教版选修1_199
第六节洛伦兹力初探[先填空]1.洛伦兹力的定义:磁场对运动电荷的作用力.2.洛伦兹力的方向:洛伦兹力的方向与磁场方向垂直,与运动电荷的运动方向垂直.电视机的显像管正是利用洛伦兹力来工作的.[再判断]1.洛伦兹力的方向与磁场方向平行.(×)2.洛伦兹力将使粒子的速度变大.(×)3.静止的带电粒子在磁场中也要受到洛伦兹力的作用.(×)[后思考]应用左手定则如何判定负电荷所受洛伦兹力方向【提示】应用左手定则判定负电荷所受洛伦兹力方向时,四指应指向负电荷运动的反方向,大拇指指向为洛伦兹力方向.1.洛伦兹力方向与安培力方向的确定是一样的,都是由左手定则判定.判断洛伦兹力的方向时一定要注意F垂直于v与B所决定的平面.2.当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度的方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力作用,仍以初速度v做匀速直线运动.而磁场中静止的电荷也不受洛伦兹力的作用.导体平行磁场方向放置时,定向运动的电荷不受洛伦兹力,所以导体也不受安培力.3.洛伦兹力对运动电荷永不做功,而安培力对运动导体却可以做功.由于洛伦兹力F 始终垂直于电荷速度v的方向,不论电荷做什么性质的运动,也不论电荷是什么样的运动轨迹,F只改变v的方向,并不改变v的大小,所以洛伦兹力对运动电荷不做功.1.关于运动电荷和磁场的说法中,正确的是( )A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,这点的磁感应强度必为零B.电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直C.电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转,这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力【解析】运动电荷处于磁感应强度为零处,所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时(同向或反向)也不受洛伦兹力的作用;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直磁场方向,也垂直于电荷的运动方向,但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力永远不做功;运动电荷受洛伦兹力的作用,这里的运动应是与磁场的相对运动.【答案】 D2.下列表示磁场B、电荷运动方向v和磁场对电荷的作用力F的相互关系图中正确的是( )【导学号:75392039】【解析】首先弄清各图中三个方向的方位,图A、B中磁场方向垂直纸面向外,图C 中电荷运动方向垂直纸面向里.图D中洛伦兹力方向垂直纸面向外.然后依据左手定则判断,选项D正确.【答案】 D3.带正电荷q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中,能在磁场中受力发生垂直纸面向里偏转的是( )【解析】选项A、B中电荷运动方向与磁场方平行不受洛伦兹力.由左手定则知,C项中电荷受洛伦兹力垂直纸面向外,D项电荷受洛伦兹力垂直纸面向里.【答案】 D[先填空]1.磁偏转:借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子束改变方向或者发生偏转的方法称为磁偏转.2.显像管的结构:主要由电子枪、线圈、荧光屏和玻璃屏幕四部分组成.[再判断]1.在显像管中,电子受洛伦磁力的作用,径迹发生偏转.(√)2.回旋加速器的加速电压越大,带电粒子获得的最大动能越大.(×)3.电子撞击荧光屏时荧光屏会发光.(√)[后思考]磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的.那么,这个力是否是作用在运动电荷上的呢?【提示】这个力作用在运动电荷上,磁场对电流的作用力是磁场对运动电荷作用力的宏观表现.1.电视机显像管原理显像管由电子枪(应用热电子发射和电场加速的原理,发出高速电子束)、线圈(利用电流的磁效应产生磁场)、荧光屏(荧光物质在高速电子的轰击下发光)和玻璃屏幕(保护作用)四部分组成(如图161).图161电子枪产生的高能电子束,穿过磁偏转线圈产生的磁场时,受洛伦兹力的作用,运动径迹发生偏转,打在荧光物质上,产生亮点.通过受视频信号控制的偏转线圈中的电流的变化改变磁场,屏上的亮点的位置随之改变.彩色显像管中三支电子枪同时工作或一支电子枪同时发出三束电子.2.回旋加速器美国物理学家劳伦斯于1932年发明.其结构如图162所示,核心部件为两个D形盒(加匀强磁场)和其间的夹缝(加交变电场).图162(1)磁场的作用:带电粒子以某一速度从D形盒中心附近垂直磁场方向进入匀强磁场后,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,带电粒子每次进入D形盒都运动相同的时间(半个周期)后沿平行电场方向进入夹缝的电场.带电粒子被加速后在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径增大,但周期却不变.(如图163)图163(2)电场的作用:回旋加速器的两个D形盒之间的夹缝区域存在周期性变化的并垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场,带电粒子经过该区域时被加速.(3)交变电压的作用:为保证带电粒子每次经过夹缝时都被加速,使之能量不断提高,需在夹缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压.4.如图164为阴极射线管的结构示意图,阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动,如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场,则电子束的偏转方向为( )【导学号:75392040】图164A.向上偏转B.向下偏转C.向纸内偏转D.向纸外偏转【解析】带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定.在用左手定则判定洛伦兹力方向时,四指应指向电子运动的反方向,磁场垂直穿过手心,则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向.【答案】 B5.显像管是电视机中的一个重要元件,如图165为电视机显像管的偏转线圈示意图,圆心墨点表示电子枪射出的电子,它的方向由纸内指向纸外,当偏转线圈通以图示方向的电流时,电子束应( )图165A.向左偏转B.向上偏转C.不偏转D.向下偏转【解析】由安培定则判断电子所在处的磁场方向水平向左,再由左手定则判断运动的电子受洛伦兹力方向向上.选项B正确.【答案】 B6.带电粒子M和N,先后以不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁场区域,运动轨迹如图166所示,不计重力,下列分析正确的是( )【导学号:75392041】图166A.M带正电,N带负电B.M和N都带正电C.M带负电,N带正电D.M和N都带负电【解析】由左手定则可判断,粒子M向下偏,所受洛伦兹力向下,应带负电,粒子N 向上偏,所受洛伦兹力向上,应带正电,故C正确.【答案】 C判断洛伦兹力方向时应注意电荷的正负,特别是判断负电荷所受洛伦兹力方向时,四指应指向电荷运动的反方向.。
高中物理 第一章 电与磁 课时训练 洛伦兹力初探 粤教版选修
课时训练6洛伦兹力初探基础夯实1.以部下于洛伦兹力的是()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.2.关于洛伦兹力的方向,正确的说法是()A.洛伦兹力的方向就是磁场中电荷运动的方向B.洛伦兹力的方向开始时与电荷运动的方向垂直,今后与电荷运动的方向成某一个小于90°的角C.洛伦兹力的方向向来与电荷运动的方向垂直D.洛伦兹力的方向能够与磁感觉强度的方向不垂直,洛伦兹力的方向可用左手定则来判断,即让磁场垂直穿过手心,四指指向正电荷运动的方向,大拇指所指的方向即为正电荷所受洛伦兹力方向.因此洛伦兹力的方向向来与电荷运动方向垂直,与磁感觉强度的方向垂直,即垂直于v、B所决定的平面.3.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,其碰到的洛伦兹力的方向,以下表述正确的选项是()A.与磁场方向相同B.与运动方向相同C.与磁场方向垂直D.与运动方向相反,因此,A、B、D错,C对.4.一带电粒子在匀强磁场中沿磁感线方向运动,现将磁场的磁感觉强度增大一倍,则带电粒子碰到的洛伦兹力()A.增大两倍B.增大一倍C.减小一半D.依旧为零,因此无论磁感觉强度是多大,带电粒子所受的安培力都是零,选项D正确.5.以下说法正确的选项是()A.运动电荷在磁感觉强度不为零的地方,必然碰到洛伦兹力作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感觉强度必然为零C.洛伦兹力既不能够改变带电粒子的动能,也不能够改变带电粒子的速度D.洛伦兹力对带电粒子永不做功,所受洛伦兹力为零,因此运动电荷在磁感觉强度不为零的地方,不用然碰到洛伦兹力作用,A错;当运动电荷在某处不受洛伦兹力作用时,有可能是由于运动电荷的运动方向与磁场方向平行,B 错;洛伦兹力的方向向来与带电粒子的运动方向垂直,不改变v的大小,不做功,但能够改变v的方向,因此C错,D对.6.汤姆生经过对阴极射线的研究发现了电子.以下列图,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间,能够观察到电子束偏转的方向是()A.向上B.向下C.向左D.向右,磁感线的方向是由左向右,依照左手定则可判断出,电子束向下偏转,B正确.7.以下说法正确的选项是()A.电荷处于磁场中必然碰到洛伦兹力B.运动电荷在磁场中必然碰到洛伦兹力C.某运动电荷在某处未碰到洛伦兹力,该处的磁感觉强度必然为零D.洛伦兹力可改变运动电荷的运动方向,A、B错,当电荷运动方向与磁场垂直时,所受洛伦兹力最大.其余情况介于0和最大值之间.别的洛伦兹力不做功,因此洛伦兹力不改变速度大小,但改变速度方向.8.带电粒子以必然速度垂直射入匀强磁场,若只考虑洛伦兹力,则粒子的()A.动能不变B.质量与速度乘积不变C.速度不变D.加速度不变,速度大小不变,方向时辰改变,故A 正确,B、C、D错.9.带电粒子以必然初速度射入某一匀强磁场中,若不计重力,则其运动状态是()A.必然做匀速圆周运动B.可能做匀速圆周运动C.必然做匀速直线运动D.可能做匀加速直线运动,则不受洛伦兹力,在磁场中做匀速直线运动.若垂直进入磁场中,则做匀速圆周运动.若以某一夹角进入磁场,则运动轨迹为一螺旋.10.地球有一个较强的磁场,由于地磁场的作用,能够使从太阳发出的高能粒子流在射向地面时发生偏转,因此起到保护地球上的生命免受高能粒子流伤害的作用.已知地球赤道上空地磁场的磁感线方向是由南向北的,从太阳发射出的质子(带正电)垂直于地面射向赤道,在地磁场的作用下,这些质子将向哪个方向偏转? ()A.向东B.向南C.向西D.向北,质子是氢原子核,带正电.依照左手定则可判断,质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东,选项A正确.11.(多项选择)以下列图,带电小球在匀强磁场中沿圆滑绝缘的圆弧形轨道的内侧往归往来运动,它向左或向右运动经过最低点时()A.速度大小相同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,因此过最低点时的速度大小相同,加速度相同;又由于向左运动或向右运动过最低点时洛伦兹力的方向相反,因此对轨道的弹力不相同.12.在以下几幅图中,洛伦兹力的方向判断不正确的选项是()13.在北半球,地磁场磁感觉强度的一个重量竖直向下(以“×”表示).若是你家中电视机显像管的地址恰好处于南北方向,那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将向哪个方向偏转?()C.向西D.无法判断,B对.14.以下列图为磁流体发电机表示图,若飞入的等离子体均为一价离子,则打在下极板的是离子.,负电荷向上偏转,因此打在下极板的是带正电的粒子.15.以下列图,各带电粒子均以速度v射入匀强磁场,其中图C中v的方向垂直纸面向里,图D中v的方向垂直纸面向外,试分别指出各带电粒子所受洛伦兹力的方向..图:向上;B图:垂直纸面向里;C图:向右;D图:向下.16.有一束粒子,其中有带正电的、带负电的还有不带电的,如何区分开它们?,可利用带电粒子在磁场中的偏转将它们分开,即在垂直于粒子运动方向加上一匀强磁场,则正、负粒子会朝相反方向偏转,不偏转的是不带电的粒子.以下列图:.能力提升17.电子经过磁场时会发生偏转,这是由于碰到()A.库仑力的作用B.万有引力的作用C.洛伦兹力的作用D.安培力的作用,叫洛伦兹力,洛伦兹力的方向向来与电子的运动方向垂直,使电子的运动方向发生偏转,因此C正确.18.以下是表示磁场B,正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力F洛的互有关系图,、v两两垂直)()这四个图中,画得正确的图是(其中B、F洛.19.以下列图,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,由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场.(1)若是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?(2)若是要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向?偏转磁场应该垂直纸面向外(2)偏转磁场应该垂直纸面向里。
高中物理 第一章 电与磁 1.6 洛伦兹力初探素材 粤教版
1.6 洛伦兹力初探知识点1 洛伦兹力 1.洛伦兹力的大小和方向(1)洛伦兹力大小的计算公式:sin F qvB θ=,式中θ为v 与B 之间的夹角,当v 与B 垂直时,F qvB =;当v 与B 平行时,0F =,此时电荷不受洛伦兹力作用.(2)洛伦兹力的方向:F v B 、、方向间的关系,用左手定则来判断.注意:四指指向为正电荷的运动方向或负电荷运动方向的反方向;洛伦兹力既垂直于B 又垂直于v ,即垂直于B 与v 决定的平面.(3)洛伦兹力的特征①洛伦兹力与电荷的运动状态有关.当0v =时,0F =,即静止的电荷不受洛伦兹力.②洛伦兹力始终与电荷的速度方向垂直,因此,洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向,不对运动电荷做功,不改变运动电荷的速率和动能.2.洛伦兹力与安培力的关系(1)洛伦兹力是单个运动电荷受到的磁场力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷所受洛伦兹力的宏观表现.(2)洛伦兹力永不做功,而安培力可以做功. 3.洛伦兹力和电场力的比较知识框架知识讲解知识点2 带电粒子在匀强磁场中的运动 1.几个重要的关系式:①向心力公式:2v qvB m r=②轨道半径公式:mv r Bq= ③周期公式:2m T Bq π=;频率12Bqf T mπ== ④角速度2qB T mπω==由此可见:A 、T 与v 及r 无关,只与B 及粒子的比荷有关;B 、荷质比qm相同的粒子在同样的匀强磁场中,T f 、和ω相同. 2.圆心的确定方法:①已知入射方向和出射方向:分别画出入射点和出射点的洛伦兹力方向,其延长线的交点即为圆心; ②已知入射方向和出射点:连接入射点和出射点,画出连线的中垂线,再画出入射点的洛伦兹力方向,中垂线和洛伦兹力方向的交点即为圆心.3.半径的确定和计算:圆心找到以后,自然就有了半径(一般是利用粒子入、出磁场时的半径).半径的计算一般是利用几何知识,常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识. 4.运动时间的确定:利用圆心角与弦切角的关系,或者是四边形内角和等于360︒计算出圆心角θ的大小,由公式360t Tθ=可求出运动时间.有时也用弧长与线速度的比.如图所示:知识讲解5.还应注意到:①速度的偏向角ϕ等于弧AB 所对的圆心角θ.②偏向角ϕ与弦切角α的关系为:180ϕ<︒,2ϕα=;180ϕ>︒,3602ϕα=︒-;③对称规律:A 、从同一直线边界射入的粒子,再从这一边射出时,速度与边界的夹角相等;B 、在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.。
(选修1-1学案)1.6洛伦兹力初探
(学案)高中物理选修1—1 第一章 电与磁第 1 页 第2 页1 第一章第六节 洛伦兹力初探姓名 高二 班 学号 ◆ 自主梳理★★★一、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力。
【理解】(1)通电导体在磁场中所受的安培力,实际上是运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的宏观表现。
(2)洛伦兹力的方向:①洛伦兹力的方向不仅与磁场方向、电荷正负有关,还与电荷运动方向有关。
可以用左手定则来判断运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力的方向。
②左手定则:让磁感线垂直穿过掌心,四指指向与正电荷运动方向一致,与负电荷运动方向相反,大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。
(3)洛伦兹力一定垂直于磁场方向,一定垂直于电荷运动方向。
(4)洛伦兹力的大小:运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力大小不仅与磁感应强度、电荷量有关,还与运动速度的大小及方向有关。
洛伦兹力的计算公式为:sin θfqvB =(其中θ为B 与v 的夹角) ①当︒=90θ时,即B ⊥v ,就是说当速度方向与磁场方向垂直时,则qvB =f ;②当︒=0θ时,即B // v ,就是说当速度方向与磁场方向平行时,则0f =,运动电荷不受洛伦兹力。
【特别提醒】电荷在磁场中静止时不受洛伦兹力,运动时也不一定受洛伦兹力。
必须是电荷在磁场中运动且运动方向与磁场方向不平行。
(5)洛伦兹力的应用:回旋加速器、磁流体发电机、电子显像管 【特别注意】①洛伦兹力不会使电荷速度大小发生变化。
(因为洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直,根据牛顿第二定律,洛伦兹力产生的加速度的方向也总是与速度方向垂直,这个加速度只改变电荷的速度方向,不改变速度大小。
)②洛伦兹力对电荷不做功。
(因为洛伦兹力的方向总是与电荷速度方向垂直,所以洛伦兹力对电荷不做功,电荷的动能不变。
)③带电粒子垂直进入匀强磁场并只受洛伦兹力时,将会做匀速圆周运动,这是因为洛伦兹力总是与速度方向垂直,只改变速度方向,不改变速度大小。
二、磁偏转:借助于磁场改变电子束运动方向或发生偏转的方法。
2019_2020学年高中物理第一章电与磁6第六节洛伦兹力初探随堂演练粤教版选修1_1
洛伦兹力初探1.(单选)关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是( )A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,只有可能受到洛伦兹力B.电场力对放在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对磁场中的电荷却不会做功C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线和磁感线上D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用解析:选D.静止的电荷在磁场中不可能受到洛伦兹力的作用,A错;尽管电场力对电荷可以做功,但如果电荷不动,则电场力做功为零,因此B也错;洛伦兹力的方向与磁感线及运动方向垂直,故C错,D正确.2.(单选)下列说法正确的是( )A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力的作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度D.洛伦兹力对带电粒子不做功解析:选D.洛伦兹力是磁场对不平行于磁场运动的电荷的作用力,故A、B错.洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向,始终不对运动电荷做功,不改变带电粒子的动能,但改变带电粒子的速度(因为v的方向变),故选D.3.(单选)将空心线圈通以大小和方向改变的电流,由其某一端沿中心轴线方向射入一束电子流,则电子流在线圈内的运动情况是( )A.简谐运动B.匀速直线运动C.匀变速直线运动D.匀速圆周运动解析:选B.根据通电螺线管的磁场特点,沿中心轴线射入的电子流与磁场平行,该束电子流不受磁场力,故电子束做匀速直线运动.4.(单选)如图1-6-5所示,磁场方向,正电荷的运动方向,电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直,则正确的是( )图1-6-5解析:选D.由左手定则可判定,A中力F应向下;B中力F应向右;C中力F应垂直纸面向外.5.三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场中,运动轨迹如图1-6-6所示,其中b粒子做匀速直线运动,则a粒子带________电,c粒子带________电.图1-6-6解析:做曲线运动的粒子受力总是指向圆弧内侧,由左手定则和粒子运动轨迹可知,可以判断a带负电,c带正电.答案:负正[课时作业]一、单项选择题1.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是( )A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D.通电直导线在磁场中受到的安培力与磁场方向平行解析:选B.导线与磁场方向平行时不受安培力,A错;洛伦兹力始终与速度方向垂直,始终不做功,C错;通电导线在磁场中受到的安培力方向始终与磁场垂直,D错.2.如图1-6-7所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线将( )图1-6-7A.向纸内偏转B.向纸外偏转C.向下偏转D.向上偏转解析:选D.阴极射线管所处的磁场垂直纸面向外,用左手定则判定时要注意四指应指向负电荷运动的反方向.3.在图1-6-8中,洛伦兹力的方向判断不正确的是( )图1-6-8解析:选C.由左手定则可以判定A、B、D正确,只有C不对,当电荷运动的方向与磁场平行时不受洛伦兹力.4.如图1-6-9所示,a、b是位于真空中的平行金属板,a板带正电,b板带负电,板间场强为E.两板间的空间中加匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,一束电子以大小为v0的速度沿图中虚线方向射入,虚线平行于a、b板,要想电子沿虚线运动,则v0、E、B之间的关系应满足( )图1-6-9A.v0=E/B B.v0=B/EC.v0=E/Be D.v0=Be/E解析:选A.要想使电子沿虚线运动,要求电子受到的电场力等于磁场力,即Eq=Bqv0,v0=E/B.5.如图1-6-10所示,一电子束沿电流方向运动,则电子束将( )图 1-6-10A.偏向导线B.远离导线C.无偏转,做直线运动D.不能确定解析:选B.此题关键是用右手定则判定好电流周围的磁场方向,电子运动处为垂直纸面向里,再用左手定则判定洛伦兹力的方向向右,所以电子远离导线运动.注意四指指向电子运动的反方向.6.来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质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.相对于预定地点,稍向东偏C.相地于预定地点,稍向西偏D.相地于预定地点,稍向北偏解析:选B.地球表面地磁场方向由南向北,质子是氢原子核,带正电.根据左手定则可判定,质子自赤道上空向下的过程中受到洛伦兹力方向向东,因此向东偏.所以只有B对.7.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( ) A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向答案:B8.一长方形金属块放在匀强磁场中,今将金属块通以如图1-6-11所示电流,则MN两极的电势高低情况是( )图1-6-11A.φM=φN B.φM>φNC.φM<φN D.无法比较解析:选C.金属块通有向右的电流时,所受安培力方向应是竖直向上.因为金属块内运动的是电子,故电子受到向上的洛伦兹力的作用,M极聚集的是负电荷,所以电势必低于N极.二、双项选择题9.关于安培力和洛伦兹力,下面的说法中正确的是( )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解析:选BD.安培力是洛伦兹力的宏观表现,其本质都是磁场对运动电荷的作用,所以A错,B对,C错.洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向,所以不做功,而安培力却可以与运动方向不垂直,所以可以做功,D对.10.如图1-6-12所示,用绝缘线拴一绝缘小球,线上端固定于O点,线长为l,小球带正电.当小球摆过竖直线OC时,便进入或离开一个匀强磁场,磁场的方向垂直于小球的摆动平面,摆球沿着圆弧来回摆动.下列说法中正确的是( )图1-6-12A.A点和B点处在同一个水平面上B.A点和B点处线的拉力大小是相同的C.小球向右或向左摆过D点时,洛伦兹力相同D.小球向右或向左摆过D点时,线的拉力一样大解析:选AB.由于洛伦兹力不做功,此小球在摆动过程中只有重力做功,机械能守恒,故A 和B处于同一水平面上,A项正确;由于A点和B点处于对称位置,速度又为零,绳对球的拉力和球的重力沿绳方向的合力大小相等,故B项正确;小球向左或向右经过D处的速度大小相等、方向相反,洛伦兹力大小相等、方向相反,故C项错误;而向左或向右经过D处的速度方向相反,洛伦兹力方向相反,但向心力的大小却是相等的,所以拉力不一样大,故D 项错误.三、非选择题11.判断图1-6-13所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力方向.图1-6-13答案:甲:竖直向上;乙:垂直纸面向外;丙:竖直向下;丁:垂直纸面向里12.某种物质发出的射线在磁场中分裂为3束,如图1-6-14所示,为什么?图1-6-14解析:射线在磁场中分裂为3束,是由于它们的电性不同造成的,向左偏转的射线,由左手定则可判定,应带正电;向右偏转的射线,应带负电;在磁场中不发生偏转的,不带电.答案:见解析。
粤教版高中物理选修1-1同步学习 第1章 电与磁6 第6节 洛伦兹力初探36
第六节洛伦兹力初探1.经历实验探究洛伦兹力方向的过程,知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直,会判断洛伦兹力的方向.2.知道电视显像管的基本构造以及它工作的基本原理.一、磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力(1)定义:磁场对运动电荷的作用力.(2)与安培力的关系:通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现,而洛伦兹力是安培力的微观解释.2.洛伦兹力的方向(1)方向判断:伸开左手,使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向正电荷运动方向,这时拇指所指的方向就是正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向,负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反.(2)特点:洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都垂直,洛伦兹力对运动电荷不做功.电荷在电场中会受到电场力的作用,那么电荷放入磁场中是否一定会受到磁场力的作用?提示:当电荷在磁场中静止或沿着磁感线方向运动时,电荷不会受到磁场力的作用,只有当电荷运动且运动方向不与磁场平行时,才受洛伦兹力作用.二、磁偏转与显像管1.磁偏转:借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子束改变方向或者发生偏转的方法称为磁偏转.2.电视机显像管(1)结构如图1-6-1所示:图1-6-1主要由电子枪、线圈、荧光屏和玻璃屏幕四部分组成.(2)工作原理:应用了电子束磁偏转的原理,电子束产生高能电子束,通电线圈提供磁场,电子束穿过磁场时,受洛伦兹力作用,径迹发生偏转,电子束打在荧光物质上,产生亮点.一、洛伦兹力和电场力的比较这两种力是带电粒子在两种不同的场中受到的力,反映了磁场和电场都有力的性质,但这两种力的区别也是十分明显的.洛伦兹力电场力力的概念磁场对其中的运动电荷的作用电场对放入其中的电荷的作用产生条件磁场中的运动电荷,且运动方向与磁场方向不共线电荷将受到洛伦兹力作用电场中的电荷无论静止还是沿任意方向运动都要受到电场力方向①方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定,方向之间关系遵循左手定则②洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向及电荷运动方向①方向由电荷正负、电场方向决定②正电荷受力方向与电场方向一致,负电荷受力方向与电场方向相反大小f=qvBsin θF=qE做功情况一定不做功可能做正功,可能做负功,也可能不做功即时应用 (即时突破,小试牛刀) 1.(单选)关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动,下列说法正确的是( )A.带电粒子沿电场线方向射入,静电力对带电粒子做正功,粒子动能一定增加B.带电粒子垂直于电场线方向射入,静电力对带电粒子不做功,粒子动能不变C.带电粒子沿磁感线方向射入,洛伦兹力对带电粒子做正功,粒子动能一定增加D.不管带电粒子怎样射入磁场,洛伦兹力对带电粒子都不做功,粒子动能不变解析:选D.带电粒子沿电场线方向射入,若为正电荷,静电力对带电粒子做正功,粒子动能增大,若为负电荷,静电力对带电粒子做负功,粒子动能减小,A错误;带电粒子垂直电场线方向射入,粒子做类平抛运动,静电力一定做正功,粒子动能增加,B错误;由于洛伦兹力的方向始终与粒子的速度方向垂直,故洛伦兹力永远不做功,C错误,D正确.二、洛伦兹力与安培力的异同1.在导体静止不动时,安培力是洛伦兹力的合力,所以洛伦兹力的方向与安培力的方向是一致的,可由左手定则判定.判断洛伦兹力的方向时一定要注意f垂直于v与B所决定的平面.2.当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度的方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力的作用,仍以初速度做匀速直线运动.而磁场中静止的电荷也不受洛伦兹力的作用.导体平行磁场方向放置时,定向运动的电荷不受洛伦兹力,所以导体也不受安培力.3.洛伦兹力对运动电荷永不做功,而安培力对运动导体却可以做功.由于洛伦兹力f始终垂直于电荷的运动速度v的方向,不论电荷做什么性质的运动,也不论电荷是什么样的运动轨迹,f只改变v的方向,并不改变v的大小,所以洛伦兹力对运动电荷不做功.通电导体在磁场中运动时,电荷相对磁场的运动方向并不沿导体方向,所受洛伦兹力的方向也不垂直于导体,洛伦兹力垂直于导体方向的分力做正功,而沿导体方向的分力做负功,总功仍为0.导体中所有运动电荷受到的洛伦兹力,在垂直于导体方向的分力的合力就是安培力,所以安培力对运动导体可以做功.即时应用 (即时突破,小试牛刀)2.(双选)下列说法中正确的是( )A.运动电荷不受洛伦兹力的地方一定没有磁场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,磁场方向也一定与电荷速度方向垂直D.粒子在只受洛伦兹力作用时运动的动能不变解析:选BD.带电粒子所受洛伦兹力的大小不仅与速度的大小有关,还与速度和磁场方向间的夹角有关,A 错误;由f=qvB知,q、v、B中有两项相反而其他不变时,f不变,B正确;洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,与磁场方向垂直,即垂直于v和B所决定的平面,但v和B不一定互相垂直,C错误;由于洛伦兹力始终与速度方向垂直,故洛伦兹力不做功,若粒子只受洛伦兹力作用,运动的动能不变,D正确.在判断电荷所受洛伦兹力或电场力方向时,首先认清判断的是正电荷还是负电荷的受力方向,其次看清场的方向,然后做出正确判断.洛伦兹力的方向判断(单选)如图1-6-2为阴极射线管的结构示意图,阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动,如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场,则电子束的偏转方向为( )图1-6-2A.竖直向上偏转B.竖直向下偏转C.垂直纸面向里偏转D.垂直纸面向外偏转[解析] 带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定.在用左手定则判定洛伦兹力方向时,四指应指向电子运动的反方向,磁场垂直穿过手心,则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向.[答案] B洛伦兹力垂直于磁场方向和运动电荷方向所决定的平面.洛伦兹力对运动电荷永不做功(单选)如图1-6-3所示,一细线悬吊小球,在垂直于匀强磁场方向的竖直平面内摆动,C点为小球运动的最低位置,则( )图1-6-3A.小球从等高的A点、B点分别摆至C点时速度大小相等B.小球从等高的A点、B点分别摆至C点时则从A点摆至C点时速度大C.如果小球带正电,则小球从A点摆至C点的速度比从B点摆至C点时大D.如果小球带负电,则小球从A点摆至C点的速度比从B点摆至C点时大[解析] 由于洛伦兹力对运动小球不做功,所以不论是正电荷还是负电荷,不论是从A点还是从B点摆至C 点,机械能均守恒,所以B、C、D错,A对.[答案] A(1)洛伦兹力的方向与速度方向时刻垂直,故洛伦兹力对电荷不做功.(2)分析此类问题时,有的同学会认为洛伦兹力来回方向不一样,所以做功不同.忽视了洛伦兹力不做功.运动电荷在磁场中的运动(双选)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.此空间可能有磁场,方向与电子速度平行C.此空间可能有磁场,方向与电子速度垂直D.此空间可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度垂直[思路点拨] 解答本题要把握两点,一是电荷在场中的受力特点,二是从电子运动的状态判断受力,轨迹是直线说明电子受合外力为零或所受力与速度共线.[解析] 依据对洛伦兹力的说明可知:当v的方向与磁感应强度B的方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力的作用,带电粒子仍然以速度v做匀速直线运动.因此一个电子穿过某一空间而未发生偏转不能说此空间一定存在磁场,只能说此空间可能有磁场,方向与电子速度方向平行,或者说此空间可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度方向垂直,导致电子所受合力为零.因此,本题的正确选项为B、D.[答案] BD(双选)如图1-6-4,三个带正电的小球从同一高度以相同初速度分别在匀强电场中、匀强磁场中、重力场中水平抛出,落地时速度大小相比( )图1-6-4A.落地速度大小三者一样大B.②小球落地速度最大C.①小球落地速度最大D.②③小球落地速度大小一样大解析:选CD.②③两球只有重力做功,且做功相同,由动能定理分析可知两球落地速度大小相等,而①球除重力做正功外,还有电场力对其做了功,落地速度最大,选项C、D正确.。
高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探学业分层测评6粤教版选修1 1
高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探学业分层测评6粤教版选修1 1高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探学业分层测评6粤教版选修1-1在哪里阅读你需要大声朗读单词。
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高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探学业分层测评6广东教育版选修一(建议用时:45分钟)[学业成绩]1.关于电荷在磁场中的受力,下列说法中正确的是()①静止电荷一定不受洛伦兹力作用,运动电荷也不一定受洛伦兹力作用② 洛伦兹力的方向不能与磁场的方向平行③洛伦兹力的方向与带电粒子运动的速度方向有可能平行④粒子运动的方向与磁场不垂直时,一定不受洛伦兹力作用a.①②b.②③c.③④d。
①④【解析】静止电荷不受洛伦兹力,而运动电荷只有当其运动方向与磁场方向不平行时才受洛伦兹力,并且洛伦兹力方向一定与速度方向垂直,故a正确.[答:]a2.对阴极射线管的认识,下列说法错误的是()[指南编号:75392042]a.阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置b.阴极射线管内部抽成真空c、借助阴极射线管,我们可以看到每个电子的运动轨迹。
D.当阴极射线管工作时,阴极和阳极之间有一个强电场[分析]移动的电子肉眼看不见。
在阴极射线管中,我们邴原少孤,数岁时,过书舍而泣。
师曰:童子何泣?原曰:孤者易伤,贫者易感。
夫书者,凡得学者,有亲也。
一则愿其不孤,二则羡其得学,中心伤感,故泣耳。
师恻然曰:欲书可耳!”原曰:无钱资。
师曰:童子苟有志吾徒相教不求资也。
1/6凡读书......须要读得字字响亮,不可误一字,不可少一字,不可多一字,不可倒一字,不可牵强暗记,只是要多诵数遍,自然上口,久远不忘。
2020高中物理第1章电与磁第6节洛伦兹力初探学案粤教版选修1-1
第六节洛伦兹力初探学习目标知识脉络1.了解什么是洛伦兹力.2.知道洛伦兹力的应用.(重点)3.会判断洛伦兹力的方向.(重点、难点)[知识梳理]一、磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力的定义:磁场对运动电荷的作用力.2.洛伦兹力的方向:洛伦兹力的方向与磁场方向垂直,与运动电荷的运动方向垂直.电视机的显像管正是利用洛伦兹力来工作的.二、磁偏转与显像管1.磁偏转:借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子束改变方向或者发生偏转的方法称为磁偏转.2.显像管的结构:主要由电子枪、线圈、荧光屏和玻璃屏幕四部分组成.[基础自测]1.思考判断(1)洛伦兹力的方向与磁场方向平行.(×)(2)洛伦兹力将使粒子的速度变大.(×)(3)静止的带电粒子在磁场中也要受到洛伦兹力的作用.(×)(4)在显像管中,电子受洛伦磁力的作用,径迹发生偏转.(√)(5)回旋加速器的加速电压越大,带电粒子获得的最大动能越大.(×)(6)电子撞击荧光屏时荧光屏会发光.(√)[提示](1)洛伦兹力的方向与磁场方向垂直.(2)洛仑兹力不改变速度的大小.(3)静止的带电粒子在磁场中不受洛仑兹力的作用.(5)回旋加速器使带电粒子获得的最大动能与加速电压无关.2.关于运动电荷和磁场的说法中,正确的是( )A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,这点的磁感应强度必为零B.电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直C.电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转,这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力D[运动电荷处于磁感应强度为零处,所受洛伦兹力为零,但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时(同向或反向)也不受洛伦兹力的作用;运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面,即洛伦兹力既垂直磁场方向,也垂直于电荷的运动方向,但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直;因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向,所以洛伦兹力永远不做功;运动电荷受洛伦兹力的作用,这里的运动应是与磁场的相对运动.] 3.如图161为阴极射线管的结构示意图,阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动,如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场,则电子束的偏转方向为( )【导学号:】图161A.向上偏转B.向下偏转C.向纸内偏转D.向纸外偏转B[带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定.在用左手定则判定洛伦兹力方向时,四指应指向电子运动的反方向,磁场垂直穿过手心,则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向.][合作探究·攻重难]洛伦兹力的方向1的方向时一定要注意F垂直于v与B所决定的平面.2.当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度的方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力作用,仍以初速度v做匀速直线运动.而磁场中静止的电荷也不受洛伦兹力的作用.导体平行磁场方向放置时,定向运动的电荷不受洛伦兹力,所以导体也不受安培力.3.洛伦兹力对运动电荷永不做功,而安培力对运动导体却可以做功.由于洛伦兹力F 始终垂直于电荷速度v的方向,不论电荷做什么性质的运动,也不论电荷是什么样的运动轨迹,F只改变v的方向,并不改变v的大小,所以洛伦兹力对运动电荷不做功.如图所示的磁感应强度B、电荷的运动速度v和磁场对电荷的作用力F的相互关系图中,画得正确的是(其中B、F、v两两垂直)( )A B C DC[由于B、F、v两两垂直,根据左手定则得:A、B、D选项中电荷所受的洛伦兹力都与图示F的方向相反,故A、B、D错误,C正确.]确定洛伦兹力的方向需明确运动电荷的电性,特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向应相反.[针对训练]1.带正电荷q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中,能在磁场中受力发生垂直纸面向里偏转的是( )D[选项A、B中电荷运动方向与磁场方向平行不受洛伦兹力.由左手定则知,C项中电荷受洛伦兹力垂直纸面向外,D项电荷受洛伦兹力垂直纸面向里.]带电粒子在磁场中偏转及其应用1显像管由电子枪(应用热电子发射和电场加速的原理,发出高速电子束)、线圈(利用电流的磁效应产生磁场)、荧光屏(荧光物质在高速电子的轰击下发光)和玻璃屏幕(保护作用)四部分组成(如图162).图162电子枪产生的高能电子束,穿过磁偏转线圈产生的磁场时,受洛伦兹力的作用,运动径迹发生偏转,打在荧光物质上,产生亮点.通过受视频信号控制的偏转线圈中的电流的变化改变磁场,屏上的亮点的位置随之改变.彩色显像管中三支电子枪同时工作或一支电子枪同时发出三束电子.2.回旋加速器美国物理学家劳伦斯于1932年发明.其结构如图163所示,核心部件为两个D形盒(加匀强磁场)和其间的夹缝(加交变电场).图163(1)磁场的作用:带电粒子以某一速度从D形盒中心附近垂直磁场方向进入匀强磁场后,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,带电粒子每次进入D形盒都运动相同的时间(半个周期)后沿平行电场方向进入夹缝的电场.带电粒子被加速后在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径增大,但周期却不变.(如图164)图164(2)电场的作用:回旋加速器的两个D形盒之间的夹缝区域存在周期性变化的并垂直于两个D形盒正对截面的匀强电场,带电粒子经过该区域时被加速.(3)交变电压的作用:为保证带电粒子每次经过夹缝时都被加速,使之能量不断提高,需在夹缝两侧加上跟带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压.显像管是电视机中的一个重要元件,如图165为电视机显像管的偏转线圈示意图,圆心墨点表示电子枪射出的电子,它的方向由纸内指向纸外,当偏转线圈通以图示方向的电流时,电子束应( )【导学号:】图165A.向左偏转 B.向上偏转 C.不偏转 D.向下偏转思路点拨:①由安培定则判断O点处磁场方向.②由左手定则判断电子受洛伦兹力的方向.B[由安培定则判断电子所在处的磁场方向水平向左,再由左手定则判断运动的电子受洛伦兹力方向向上.选项B正确.]1洛伦兹力方向垂直磁场方向,也垂直于速度方向.2显像管工作原理是磁场使电子束发生偏转.[针对训练]2.回旋加速器中( )A.电场和磁场同时用来加速带电粒子B.只有电场用来加速带电粒子C.电场和磁场用来防止外界粒子进入回旋加速器D.一带电粒子不断被加速的过程中,交变电源的电压也要不断增大B[回旋加速器中电场是用来加速带电粒子的,且交变电源的电压不需要改变;而磁场是用来让粒子做匀速圆周运动的,以便粒子周期性地进入电场被加速.][当堂达标·固双基]1.关于电荷在磁场中的受力,下列说法中正确的是( )①静止电荷一定不受洛伦兹力作用,运动电荷也不一定受洛伦兹力作用②洛伦兹力的方向不可能与磁场方向平行③洛伦兹力的方向与带电粒子运动的速度方向有可能平行④粒子运动的方向与磁场不垂直时,一定不受洛伦兹力作用A.①②B.②③C.③④D.①④A[静止电荷不受洛伦兹力,而运动电荷只有当其运动方向与磁场方向不平行时才受洛伦兹力,并且洛伦兹力方向一定与速度方向垂直,故A正确.]2.对阴极射线管的认识,下列说法错误的是( )A.阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置B.阴极射线管内部抽成真空C.借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹D.阴极射线管工作时,它的阴极和阳极之间存在强电场C[运动的电子是用肉眼看不到的,在阴极射线管中我们是借助大量电子轰击荧光物质发光来观察电子束运动径迹的,但不是一个电子的轨迹.]3.如图所示,表示磁场感应强度B,电流I,安培力F的相互关系图,哪个图不正确( )D[安培力的方向由左手定则判定:伸开左手,使大姆指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,大拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.]。
粤教版高中物理选修1-1 1.6第六节 洛伦兹力初探
V
荧光屏
F
试判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
-q F A
V
+q
V
F
B
-q
V
V
+q
C
D F垂直纸面 向外
F垂直纸面 向里
+q
F
V
在匀强磁场里,粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动, 这时洛伦兹力作为向心力,它改变带电粒子的速度的方向, 但不改变速度大小及动能,洛仑兹力不做功。
洛伦兹力的应用 ——磁偏转与显像管
图 1-6-4 (b)改变磁场的方向, 电子束的运动径迹发生改变。
图示中,电子束的速度方向向右, 磁场方向垂直屏幕向外, 所受洛伦兹力向上。
结论:洛伦兹力的方向与磁场方向垂直,与运动电荷的 速度方向垂直。
洛伦兹力的方向与磁场方向垂直,与运动电荷的速 度方向垂直。指向可用左手定则判定。
左手定则:磁感线垂直穿过掌心,四指指向正电荷 运动的方向(或负电荷运动的反方向),拇指所指 的方向就是洛伦兹力的方向。
知识点回顾
1、奥斯特实验:发现电流的磁效应 2、安培定则(右手螺旋定则)
3、安培力的方向——左手定则 左手定则:
磁感线垂直穿入手心, 使四指指向电流的方向, 拇指所指的方向安培力的方向. 安培力的方向与电流垂直, 也与磁场垂直! F⊥I , F⊥B
4、安培力的大小
F=BIL sinθ, F=BIL(I⊥B), F=0 (I∥B)
显像管是一类显示器的主要元件,利用的就是 磁偏转原理
3.洛伦兹力的应用——显像管、回旋加速器….
动画趣解,极光的形成。
磁场对通电导体有力的作用, 而通电导体中的电流是由电荷定 向移动形成的。
精品2019高中物理第一章电与磁第六节洛伦兹力初探课时巩固粤教版选修1-1
第六节洛伦兹力初探1.(2017·广东学业水平考试)如图所示为一半圆形的匀强磁场B,当一束粒子对着圆心射入该磁场,发现所有粒子都从M点射出,下列说法正确的是( )A.这束粒子全部带负电荷B.这束粒子全部带正电荷C.这束粒子全部不带电D.这束粒子中有的带正电荷,有的带负电荷解析:根据左手定则知,粒子进入磁场受到向上的洛伦兹力作用,故粒子带正电,选项B正确.答案:B2.如下图所示,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,以下判断正确的是( )A.粒子向上偏转B.粒子向下偏转C.粒子不偏转D.粒子很快停止运动解析:由左手定则可知,带正电粒子水平向右进入匀强磁场后,受向上的洛伦兹力作用,故粒子向上偏转,选项A正确.答案:A3.(2016·广东学业水平考试)如图所示,运动电荷在磁场中没有受到洛伦兹力的是( )解析:磁场的方向向右,粒子运动的方向向下,粒子运动的方向与磁场的方向垂直,所以一定受到洛伦兹力的作用,故A不符合题意;磁场的方向垂直低面向里,粒子运动的方向向下,粒子运动的方向与磁场的方向垂直,所以一定受到洛伦兹力的作用,故B不符合题意;磁场的方向垂直低面向外,粒子运动的方向向右,粒子运动的方向与磁场的方向垂直,所以一定受到洛伦兹力的作用,故C不符合题意;磁场的方向向下,粒子运动的方向向上,粒子运动的方向与磁场的方向平行,所以一定不受到洛伦兹力的作用,故D符合题意.答案:D4.如下图所示,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间,可以观察到电子束偏转的方向是( )A.向上 B.向下 C.向左 D.向右解析:电子带负电,方向从左向右;磁场方向向里,根据左手定则可知,电子束受到的洛伦兹力方向向下,故向下偏转.答案:B5.如下图所示,带正电的粒子q(不计重力),水平向左进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.该粒子将( )A.向下偏转B.向上偏转C.垂直纸面向里偏转D.垂直纸面向外偏转分析:根据左手定则判断洛伦兹力的方向,得到粒子的偏转方向.解析:粒子带正电,向左移动,根据左手定则,洛伦兹力向上,故带电粒子向上偏转且做圆周运动.答案:B6.关于电荷所受洛伦兹力和电场力,正确的说法是( )A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中一定受电场力作用C.电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致D.电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反解析:运动电荷在速度方向不与磁场方向平行时才受到洛伦兹力作用,A错误;电荷在电场中一定受电场力作用,B正确;正电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致,C错误;负电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反,D错误.答案:B7.电子通过磁场时会发生偏转,这是因为受到( )A.库仑力的作用 B.万有引力作用C.洛伦兹力作用 D.安培力作用解析:运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力,通电导体在磁场中受到的作用力叫安培力,电荷间的作用力叫库仑力;有质量的物体之间的吸引力,叫万有引力.答案:C8.下列说法正确的是( )A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力的作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力可以改变带电粒子的动能D.洛伦兹力对带电粒子不做功解析:当运动电荷沿平行于磁场方向射入磁场时,不受洛伦兹力的作用,此时,磁感应强度的大小不为0,故A、B错.洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,不做功,所以不能改变带电粒子的动能,故C错、D对.答案:D9.如下图所示,磁场方向垂直纸面向外,一带负电的粒子某时刻的速度水平向上,则该粒子受到的洛伦兹力的方向是( )A.向下 B.向上 C.向左 D.向右解析:据左手定则可知,带负电粒子所受洛伦兹力方向向左.答案:C10.一个不计重力的带正电荷的粒子,沿图中箭头所示方向进入磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则粒子的运动轨迹( )A.可能为圆弧a B.可能为直线bC.可能为圆弧c D.a、b、c都有可能解析:根据左手定则,带正电粒子垂直磁场方向水平向右射入,受到洛伦兹力方向竖直向上,如果是匀强磁场,可能是a的圆弧.故选 A.答案:A11.(多选)关于安培力和洛伦兹力,如下说法中正确的是( )A.带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力作用B.放置在磁场中的通电导线,一定受到安培力作用C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功D.运动电荷仅在洛伦兹力的作用下,动能一定不变解析:当通电导线与磁场中平行时不受安培力的作用,B错,当运动电荷的运动方向与磁场方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力作用,A错,洛伦兹力的方向总垂直于电荷运动的方向,所以洛伦兹力永远不做功,所以C、D 对.答案:CD12.(多选)如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用,则带电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是( )A.做匀速直线运动B.做匀变速直线运动C.做变加速曲线运动D.做匀变速曲线运动解析:当v∥B时,f=0,故运动电荷不受洛伦兹力作用而做匀速直线运动.当v与B不平行时,f≠0且f与v恒垂直,即f只改变v的方向.故运动电荷做变加速曲线运动.答案:AC13.(多选)带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中.下面利用了此物理原理的装置有( )解析:A、B、C均利用了带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理.答案:ABC14.(多选)在如下图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )解析:由左手定则可知选项A、C正确.答案:AC。
2017粤教版高中物理选修第一章第六节《洛伦兹力初探》练习题
【金版学案】2015-2016学年高中物理第一章第六节洛伦兹力初探练习粤教版选修17•达标训练1 •磁场对电流有作用力,对这个问题进行研究并且取得成功的科学家是( )Ao 奥斯特 B •安培Co 法拉第 D.洛伦兹答案:B2。
电子通过磁场时会发生偏转,这是因为受到( )A.库仑力的作用 R-o 万有引力的作用C. 洛伦兹力的作用 Do 安培力的作用解析:洛伦兹力的方向与电荷的运动方向垂直,所以电子通过磁场时会发生偏转,因此 C 选项正确。
答案:C3。
关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是( )Ao 电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用Bo 电荷在电场中一左受电场力作用Co 电荷所受电场力一左与该处电场方向一致D. 电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直解析:电荷在电场中一定受电场力的作丿IJ ,正电荷受电场「力方向与电场方向一・1忙挣止 电荷不受磁场力作用,运动电荷受磁场力作用时方向总是垂直于磁场方向。
答案:B4。
对阴极射线管的认识,下列说法错误的是()A 。
阴极射线管是用来观察电子朿运动轨迹的装宜B •借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹C 。
阴极射线管内部抽成真空D. 阴极射线管工作时,它的阴极和阳极之间存在强电场答案:B5•—个带正电的粒子以速度卩进入匀强磁场中,速度方向与磁感线•方向相同,不计重 力,能正确反映粒子运动轨迹的图是()解析:带电粒子只有运动方向不平行于磁场时才受洛伦磁力,该粒子不受力,故选C 、 答案:C 6.(多选)带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种「科•学实验和电器中。
下 而利用了此物理原理的装置有()±V7十— 8 ■ A ■ HB cC 回旋加速器 解析:A 、B 、C 均利用了带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理。
答案:ABC7o (多选)在如下图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力尸方向的 是()解析:由左手泄则可知选项A 、C 正确. 答案:AC没有理解相对论的相对论先驱洛伦兹生于1853年,他是一位多才全能的物理学家,在物理学「的许多领域中都作出了 极为引人注目的贡献:经典电子论的创立、“洛伦兹力少的确立、“塞曼效应”的发现与解释、 洛伦兹变换的确立等都凝聚着这位物理学家一生的心血,用物理学家拉莫的话讲:“概括洛 伦兹一生的工作,相当于接收到一次半世纪的物理学史全而教育,而这半个世纪曾开创了物 理学的新纪元.”洛伦兹正是生活在物理学的革命时代,一方而…以牛顿力学为基础的经典物理学渐趋完 善;另一方而,新的物理现象,新的发现的出现越来越暴露了经典物理学的缺陷,人们有必要 彻底修正经典物理学大厦,麦克斯韦电磁波理论的成功,麦克斯韦预言的电磁波也为赫兹等 人证实,电磁波在真空中的传播速度为光速,即每秒30万千米。
【随堂优化训练】高中物理 第一章 第六节 洛伦兹力初探课件 粤教选修11
1.洛伦兹力的大小可以通过公式 f=qvBsinθ表示,其中θ 是带电粒子运动方向与磁场方向的夹角.
2.用左手定则判定,伸开左手,使大拇指与其余四指垂直, 并且都跟手掌在同一平面内,把手放入磁场中,让磁场垂直穿 过手心,四个指头所指的方向与正电荷运动的方向相同(与负电 荷运动的方向相反),大拇指所指的方向就是运动电荷在磁场中 所受的洛伦兹力的方向.
答案:B
【例1】关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是( ) A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止 在磁场中,只有可能受到洛伦兹力 B.电场力对放在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力 对磁场中的电荷却不会做功 C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线和磁感 线上 D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
解析:阴极射线管的 A 端发射电子,应接负极,所以 A 选 项错误.根据左手定则,四指指向 A 端,与电子运动方向相反, 大拇指指向下方,与洛伦兹力方向相同,因此手心正对磁极 C, 磁感线穿过手心,则必须从磁极 C 出发,因此磁极 C 为蹄形磁 铁的 N 极,B 选项正确,C 选项错误.洛伦兹力对电子是不做 功的,因此 D 选项错误.
【例 2】如图 1-6-1 所示是用阴极射线管演示电子在磁
场中受洛伦兹力的实验装置,图上管中虚线是电子的运动轨迹,
那么下列相关说法中正确的有( )
A.阴极射线管的 A 端应接正极
B.C 端是蹄形磁铁的 N 极
C.无法确定磁极 C 的极性 D.洛伦兹力对电子做正功
图 1-6-1
•1、纪律是集体的面貌,集体的声音,集体的动作,集体的表情,集体的信念。 •2、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气,自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运,便操着民族和人类的命运。一年之计,莫如树谷;十年之计,莫如树木;终身之计,莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好,而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底,就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2022年1月2022/1/112022/1/112022/1/111/11/2022 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信,人不欺我;对事以诚信,事无不成。2022/1/112022/1/11January 11, 2022 •8、教育者,非为已往,非为现在,而专为将来。2022/1/112022/1/112022/1/112022/1/11
高中物理 第一章 电与磁 第六节 洛伦兹力初探达标检测(含解析)粤教版选修1-1-粤教版高中选修1-
第六节洛伦兹力初探1.关于电荷在磁场中的受力,如下说法中正确的答案是()①静止电荷一定不受洛伦兹力作用,运动电荷也不一定受洛伦兹力作用②洛伦兹力的方向不可能与磁场方向平行③洛伦兹力的方向与带电粒子运动的速度方向有可能平行④粒子运动的方向与磁场不垂直时,一定不受洛伦兹力作用A.①②B.②③C.③④D.①④解析:静止电荷不受洛伦兹力,而运动电荷只有当其运动方向与磁场方向不平行时才受洛伦兹力,并且洛伦兹力方向一定与速度方向垂直,故A正确.答案:A2.如如下图所示,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,以下判断正确的答案是( )A.粒子向上偏转B.粒子向下偏转C.粒子不偏转 D.粒子很快停止运动解析:由左手定如此可知,带正电粒子水平向右进入匀强磁场后,受向上的洛伦兹力作用,故粒子向上偏转,选项A正确.答案:A3.如下图中,电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的答案是()解析:选项A、B中电荷速度方向与磁感线方向平行,不受洛伦兹力,应当选项A、B错误;由左手定如此知选项C正确;选项D中负电荷受洛伦兹力向上,故D错误.答案:C4.如如下图所示,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间,可以观察到电子束偏转的方向是( )A.向上 B.向下 C.向左 D.向右解析:电子带负电,方向从左向右;磁场方向向里,根据左手定如此可知,电子束受到的洛伦兹力方向向下,故向下偏转.答案:B5.带正电荷q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中,能在磁场中受力发生垂直纸面向里偏转的是()解析:选项A、B中电荷运动方向与磁场方向平行不受洛伦兹力.由左手定如此知,C 项中电荷受洛伦兹力垂直纸面向外,D项电荷受洛伦兹力垂直纸面向里.答案:D6.关于电荷所受洛伦兹力和电场力,正确的说法是( )A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中一定受电场力作用C.电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致D.电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反解析:运动电荷在速度方向不与磁场方向平行时才受到洛伦兹力作用,A错误;电荷在电场中一定受电场力作用,B正确;正电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致,C 错误;负电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反,D错误.答案:B7.电子通过磁场时会发生偏转,这是因为受到( )A.库仑力的作用 B.万有引力作用C.洛伦兹力作用 D.安培力作用解析:运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力,通电导体在磁场中受到的作用力叫安培力,电荷间的作用力叫库仑力;有质量的物体之间的吸引力,叫万有引力.答案:C8.对阴极射线管的认识,如下说法错误的答案是 ()A.阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置B.阴极射线管内部抽成真空C.借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹D.阴极射线管工作时,它的阴极和阳极之间存在强电场解析:运动的电子是用肉眼看不到的,在阴极射线管中我们是借助大量电子轰击荧光物质发光来观察电子束运动径迹的,但不是一个电子的轨迹.答案:C9.如如下图所示,磁场方向垂直纸面向外,一带负电的粒子某时刻的速度水平向上,如此该粒子受到的洛伦兹力的方向是( )A.向下 B.向上 C.向左 D.向右解析:据左手定如此可知,带负电粒子所受洛伦兹力方向向左.答案:C10.一个不计重力的带正电荷的粒子,沿图中箭头所示方向进入磁场,磁场方向垂直于纸面向里,如此粒子的运动轨迹( )A.可能为圆弧a B.可能为直线bC.可能为圆弧c D.a、b、c都有可能解析:根据左手定如此,带正电粒子垂直磁场方向水平向右射入,受到洛伦兹力方向竖直向上,如果是匀强磁场,可能是a的圆弧.应当选A.答案:A11.(多项选择)关于安培力和洛伦兹力,如下说法中正确的答案是( )A.带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力作用B.放置在磁场中的通电导线,一定受到安培力作用C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功D.运动电荷仅在洛伦兹力的作用下,动能一定不变解析:当通电导线与磁场中平行时不受安培力的作用,B错,当运动电荷的运动方向与磁场方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力作用,A错,洛伦兹力的方向总垂直于电荷运动的方向,所以洛伦兹力永远不做功,所以C、D对.答案:CD12.(多项选择)如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用,如此带电粒子在磁场中做如下运动可能成立的是( )A.做匀速直线运动B.做匀变速直线运动C.做变加速曲线运动D.做匀变速曲线运动解析:当v∥B时,f=0,故运动电荷不受洛伦兹力作用而做匀速直线运动.当v与B 不平行时,f≠0且f与v恒垂直,即f只改变v的方向.故运动电荷做变加速曲线运动.答案:AC13.显像管是电视机中的一个重要元件,如图为电视机显像管的偏转线圈示意图,圆心墨点表示电子枪射出的电子,它的方向由纸内指向纸外,当偏转线圈通以图示方向的电流时,电子束应 ()A.向左偏转B.向上偏转C.不偏转D.向下偏转解析:由安培定如此判断电子所在处的磁场方向水平向左,再由左手定如此判断运动的电子受洛伦兹力方向向上,选项B正确.答案:B14.(多项选择)在如如下图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F 方向的是( )解析:由左手定如此可知选项A、C正确.答案:AC。
2019高中物理 第一章 电与磁 第六节 洛伦兹力初探课时巩固 粤教版选修1-1
第六节洛伦兹力初探1.(2017·广东学业水平考试)如图所示为一半圆形的匀强磁场B,当一束粒子对着圆心射入该磁场,发现所有粒子都从M点射出,下列说法正确的是( )A.这束粒子全部带负电荷B.这束粒子全部带正电荷C.这束粒子全部不带电D.这束粒子中有的带正电荷,有的带负电荷解析:根据左手定则知,粒子进入磁场受到向上的洛伦兹力作用,故粒子带正电,选项B正确.答案:B2.如下图所示,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,以下判断正确的是( )A.粒子向上偏转B.粒子向下偏转C.粒子不偏转D.粒子很快停止运动解析:由左手定则可知,带正电粒子水平向右进入匀强磁场后,受向上的洛伦兹力作用,故粒子向上偏转,选项A正确.答案:A3.(2016·广东学业水平考试)如图所示,运动电荷在磁场中没有受到洛伦兹力的是( )解析:磁场的方向向右,粒子运动的方向向下,粒子运动的方向与磁场的方向垂直,所以一定受到洛伦兹力的作用,故A不符合题意;磁场的方向垂直低面向里,粒子运动的方向向下,粒子运动的方向与磁场的方向垂直,所以一定受到洛伦兹力的作用,故B不符合题意;磁场的方向垂直低面向外,粒子运动的方向向右,粒子运动的方向与磁场的方向垂直,所以一定受到洛伦兹力的作用,故C不符合题意;磁场的方向向下,粒子运动的方向向上,粒子运动的方向与磁场的方向平行,所以一定不受到洛伦兹力的作用,故D符合题意.答案:D4.如下图所示,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间,可以观察到电子束偏转的方向是( )A.向上 B.向下 C.向左 D.向右解析:电子带负电,方向从左向右;磁场方向向里,根据左手定则可知,电子束受到的洛伦兹力方向向下,故向下偏转.答案:B5.如下图所示,带正电的粒子q(不计重力),水平向左进入匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.该粒子将( )A.向下偏转B.向上偏转C.垂直纸面向里偏转D.垂直纸面向外偏转分析:根据左手定则判断洛伦兹力的方向,得到粒子的偏转方向.解析:粒子带正电,向左移动,根据左手定则,洛伦兹力向上,故带电粒子向上偏转且做圆周运动.答案:B6.关于电荷所受洛伦兹力和电场力,正确的说法是( )A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷在电场中一定受电场力作用C.电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致D.电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反解析:运动电荷在速度方向不与磁场方向平行时才受到洛伦兹力作用,A错误;电荷在电场中一定受电场力作用,B正确;正电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致,C错误;负电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反,D错误.答案:B7.电子通过磁场时会发生偏转,这是因为受到( )A.库仑力的作用 B.万有引力作用C.洛伦兹力作用 D.安培力作用解析:运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力,通电导体在磁场中受到的作用力叫安培力,电荷间的作用力叫库仑力;有质量的物体之间的吸引力,叫万有引力.答案:C8.下列说法正确的是( )A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力的作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力可以改变带电粒子的动能D.洛伦兹力对带电粒子不做功解析:当运动电荷沿平行于磁场方向射入磁场时,不受洛伦兹力的作用,此时,磁感应强度的大小不为0,故A、B错.洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,不做功,所以不能改变带电粒子的动能,故C错、D对.答案:D9.如下图所示,磁场方向垂直纸面向外,一带负电的粒子某时刻的速度水平向上,则该粒子受到的洛伦兹力的方向是( )A.向下 B.向上 C.向左 D.向右解析:据左手定则可知,带负电粒子所受洛伦兹力方向向左.答案:C10.一个不计重力的带正电荷的粒子,沿图中箭头所示方向进入磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则粒子的运动轨迹( )A.可能为圆弧a B.可能为直线bC.可能为圆弧c D.a、b、c都有可能解析:根据左手定则,带正电粒子垂直磁场方向水平向右射入,受到洛伦兹力方向竖直向上,如果是匀强磁场,可能是a的圆弧.故选A.答案:A11.(多选)关于安培力和洛伦兹力,如下说法中正确的是( )A.带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力作用B.放置在磁场中的通电导线,一定受到安培力作用C.洛伦兹力对运动电荷一定不做功D.运动电荷仅在洛伦兹力的作用下,动能一定不变解析:当通电导线与磁场中平行时不受安培力的作用,B错,当运动电荷的运动方向与磁场方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力作用,A错,洛伦兹力的方向总垂直于电荷运动的方向,所以洛伦兹力永远不做功,所以C、D对.答案:CD12.(多选)如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用,则带电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是( )A.做匀速直线运动B.做匀变速直线运动C.做变加速曲线运动D.做匀变速曲线运动解析:当v∥B时,f=0,故运动电荷不受洛伦兹力作用而做匀速直线运动.当v与B 不平行时,f≠0且f与v恒垂直,即f只改变v的方向.故运动电荷做变加速曲线运动.答案:AC13.(多选)带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中.下面利用了此物理原理的装置有( )解析:A、B、C均利用了带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理.答案:ABC14.(多选)在如下图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )解析:由左手定则可知选项A、C正确.答案:AC。
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第一章电和磁
六、洛仑兹力初探
一、选择题
1.在垂直于纸面向内的匀强磁场中,垂直于磁场方向发射出两个电子1和2,其速度分别为v1和v2.如果v2=2v1,则1和2的轨道半径之比r1:r2及周期之比T1:T2分别为[ ]
A.r1:r2=1:2,T1:T2=1:2
B.r1:r2=1:2,T1:T2=1:1
C.r1:r2=2:1,T1:T2=1:1
D.r1:r2=1:1,T1:T2=2:1
2.电子以初速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变
B.磁场对电子的作用力始终不作功
C.电子的动量始终不变
D.电子的动能始终不变
3. 它们以相
同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里).在图下中,哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹?[ ]
4.带电粒子(不计重力)可能所处的状态是
①在磁场中处于平衡状态②在电场中做匀速圆周运动
③在匀强磁场中做抛体运动④则在匀强电场中做匀速直线运动:
A、①②
B、①③
C、②③
D、②④
5.一个带电粒子,沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图4所示,
径迹上的每一小段可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小(带电量不变).从图中可以确定 [ ]
A.粒子从a到b,带正电B.粒子从b到a,带正电
C.粒子从a到b,带负电 D.粒子从b到a,带负电
6. 如图所示,ab是一弯管,其中心线是半径为R的一段圆弧,将它置于一给定的匀强
磁场中,磁场方向垂直于圆弧所在平面,并且指向纸外、有一束粒子对准a端射入弯管,粒子有不同的质量、不同的速度,但都是一价正离子. [ ]
A.只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
B.只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
C.只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
D.只有能量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管
7.如题图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成300角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为:[ ]
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶3 D.1∶1
二、填空题
8.洛仑兹力对运动电荷_______,不会改变电荷运动的______.
9. 一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用,则电子运动的方向是______.
10.一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感强度为B的匀强磁场中作圆周运动,其效
果相当于一环形电流,则此环形电流的电流强度I=______.
三、计算题
11.一个电视显像管的电子束里电子的动能EK=12000eV.这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动.已知地磁场的竖直向下分量B=×10-5T,试问
(1)电子束偏向什么方向?
(2)电子束在显像管里由南向北通过y=20cm路程,受洛仑兹力作用将偏转多少距离?
电子质量m=×10-31kg,电量e=×10-19C
参考答案
一、选择题
1.B 2.BD 3.C 4. A 5. B 6. C
二、填空题
8. 不作功,速率
9. 平行磁场方向
10.
三、计算题
11.。