电荷在磁场中受到的力

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磁场中的电荷运动

磁场中的电荷运动

磁场中的电荷运动在磁场中的电荷运动磁场是由电流产生的,而电荷是带电粒子。

当电荷运动时,会受到磁场的力的作用,这种现象被称为磁场中的电荷运动。

本文将介绍电荷在磁场中的运动规律以及与其他物理量的关系。

一、洛伦兹力的作用在磁场中,电荷受到的力被称为洛伦兹力。

洛伦兹力的大小和方向由以下公式给出:F = qvBsinθ其中,F是洛伦兹力的大小,q是电荷的大小,v是电荷的速度,B 是磁场的大小,θ是电荷速度与磁场方向之间的夹角。

从上述公式可以看出,当电荷的速度与磁场方向垂直时,洛伦兹力最大;当速度与磁场方向平行时,洛伦兹力最小,甚至为零。

这意味着电荷在磁场中的轨迹将偏离原来的方向,呈现出弯曲的形状。

二、电荷的圆周运动如果一个正电荷以一定的速度在磁场中运动,它将沿着圆形轨迹运动。

根据洛伦兹力的作用方向,可以推导出电荷的运动轨迹。

假设磁场方向为垂直于纸面向内,电荷的速度方向与纸面平行,则电荷将绕着磁场方向进行圆周运动。

在这种情况下,洛伦兹力提供了向心力,使得电荷保持圆周运动。

根据牛顿第二定律,可以得到以下公式:F = ma = (mv^2)/r其中,m是电荷的质量,a是向心加速度,v是电荷的速度,r是电荷运动的半径。

结合洛伦兹力的表达式,可以得到以下关系:qvB = (mv^2)/r通过简单的计算,可以得到电荷运动的半径:r = mv/(qB)可以看出,电荷的运动半径与其质量、速度以及磁场强度成反比。

三、磁力对电流的作用当电流通过导线时,产生的磁场会对导线上的电荷施加力。

电流中的每一个电子都受到洛伦兹力的作用,导致整个导线受到一个总的力。

在直流电路中,导线上的电荷移动速度是恒定的,因此洛伦兹力和电荷的运动方向垂直,导致电流导线呈直线形状。

而在交流电路中,电流的方向和大小都会发生周期性变化,导致电荷在导线中来回运动。

在每一个电流周期内,电荷受到的磁场力的方向也会改变。

由于这种磁场力是周期性变化的,导致导线上的电荷来回振动,并引发电磁感应现象。

磁场中的力与洛伦兹力

磁场中的力与洛伦兹力

磁场中的力与洛伦兹力磁场是物理学中重要的概念之一,它对电荷的运动产生重要的影响。

在磁场中,电荷会受到力的作用,这个力便是洛伦兹力。

本文将讨论磁场中的力与洛伦兹力的原理和应用。

一、磁场中的力磁场是由磁体或者带电粒子的运动所产生的,它具有磁性,并可以对其他带电粒子产生作用力。

根据磁场的性质和特点,我们可以总结出磁场中的力有以下几种情况:1. 磁场对电荷的直接力:在磁场中,带电粒子会受到力的作用,这个力称为洛伦兹力。

洛伦兹力的大小和方向由洛伦兹力定律给出。

2. 磁场对电流的力:当电流通过具有磁性的导线时,导线会受到磁场的力作用。

这个力又被称为安培力,它的大小和方向与导线的长度、电流强度和磁场强度有关。

3. 磁场对磁性物质的力:磁性物质在磁场中会受到磁力的作用,这个力又被称为磁力。

磁力的大小和方向与磁场强度以及磁性物质的性质相关。

二、洛伦兹力的原理洛伦兹力是磁场中最基本的力之一,它是由磁场对带电粒子的作用力所产生的。

洛伦兹力的大小和方向可以通过洛伦兹力定律来计算。

洛伦兹力定律可以用以下公式表示:F = q (v × B)其中,F表示洛伦兹力的大小和方向,q表示电荷的大小,v表示电荷的速度,B表示磁场的磁感应强度。

通过这个公式,我们可以看出洛伦兹力与电荷的速度和磁感应强度有关。

三、洛伦兹力的应用洛伦兹力在物理学中有着广泛的应用。

以下是几个洛伦兹力的应用案例:1. 高速电子管:在电子管中,洛伦兹力被用来加速电子,并控制电子的飞行路径。

这是电子管正常工作的基本原理。

2. 质谱仪:在质谱仪中,洛伦兹力被用来分离不同质量的离子。

根据质谱仪的原理,质量不同的离子会受到不同大小和方向的洛伦兹力,从而分离出来。

3. 电动机:在电动机中,洛伦兹力被用来产生转矩,从而驱动电动机的转动。

洛伦兹力通过对线圈中的电流施加力的作用,使得电动机能够正常工作。

总结:磁场中的力与洛伦兹力是物理学中重要的概念。

磁场对电荷、电流和磁性物质的力都是洛伦兹力的具体应用。

3.5运动电荷在磁场中受到的力

3.5运动电荷在磁场中受到的力

方向的判断: 左手定则
大小的计算: F BIL sin
2电流是如何形成的?
电流是由电荷的定向移动形成的 3、猜想:磁场是不是可能对运动电荷有 力的作用?
演示:阴极射线在磁场中的偏转
1 、没有磁场时,接通高压电源可以观 察到什么现象。
2、光束实质上是什么? 3、若在电子束的路径上加磁场,可以 观察到什么现象? 4、改变磁场的方向,通过观查从而判 断运动的电子在各个方向磁场中的受力 方向。
I=nqsv
F安=ILB=(nqsv)LB
总电荷数:nsL
f洛=qVB
(适用条件:速度方向与磁场方向垂直)
如果通电导线不和磁场方向垂直,怎么办?
速度v与磁场B的方向夹角为θ时
F Bqv sin (为B与v的夹角)
1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入 该通电螺线管,若不计重力,则 [ CD ] A.带电粒子速度大小改变; B.带电粒子速度方向改变; C.带电粒子速度大小不变; D.带电粒子速度方向不变。
四、洛伦兹力的特点
(1)、洛伦兹力的方向既垂直于磁场 方向,又垂直于速度方向,即垂直于 磁场和速度所组成的平面。
(2)、洛伦兹力对电荷不做功,即不 改变速度的大小,只改变速度的方向。
五、电视显像管的工作原理
五、电视显像管的工作原理
主要构造: 电子枪(阴极)、偏 转线圈、荧光屏等
【思考与讨论】
1.安培力是洛伦兹力的宏观表现. 2.洛伦兹力是安培力的微观本质
二、洛伦兹力的方向
推理:左手定则判断安培力方向,大量定
向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培 力,因此,可以用左手定则判定洛伦兹力 的方向.
实验验证:洛伦兹力的方向可以用左 手定则判定

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力
运动电荷在磁场中受到的力
一、洛伦兹力
1、运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力.
洛伦兹,荷兰物理学家, 首先提出磁场对运动电 荷有作用力的观点。 洛 伦兹创立了经典电子论, 提出了洛伦兹变换公式, 1902年与其学生塞曼共 同获得诺贝尔物理学奖。 为纪念洛伦兹的卓著功 勋,荷兰政府决定从 1945年起,把他的生日 定为“洛伦兹节”。
洛伦兹力的大小
如图所示,设有一段长度为L,横截面 积为S的导线,导线单位体积内含有的自由 电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定 向移动速率为v,将这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为B的磁场中。
洛伦兹力的大小 1、运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力.
洛伦兹创立了经典电子论,提出了洛伦兹变换公式,1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。
每个电子受的磁场力为F = F /N 通过导体的电子数:N=nsL
洛 为纪念洛伦兹的卓著功勋,荷兰政府决定从1945年起,把他的生日定为“洛伦兹节”。
四指指向负电荷运动的反方向即可。

每个电子受的磁场力为F洛 = F安/N
1、试判断带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力
V2 V1
洛仑兹力的大小
(1)当速度方向与磁感应强度方向垂直(v⊥B)
通过导体的电子数:N=nsL
通过导体的电子数:N=nsL (1)当速度方向与磁感应强度方向垂直(v⊥B)
每个电子受的磁场力为F洛 = F安/N 若为负电荷,应如何判断?
洛伦兹创立了经典电子论,提出了洛伦兹变换公式,1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。
2、电子的速率v=3×106 m/s,垂直射入B=0.
电流的微观表达式为 I=nqsv 伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力

若有一段长度为L的通电导线,横截面积 为S,单位体积中含有的自由电荷数为n,每个 自由电荷的电量为q,定向移动的平均速率为 v,将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强 度为B的匀强磁场中。 [推导] 这段导体所受的安培力: F=BIL I的微观表达式:I=nqsv 这段导体中含有的自由电荷数:
若有一段长度为L的通电导线,横截面积 为S,单位体积中含有的自由电荷数为n,每个 自由电荷的电量为q,定向移动的平均速率为 v,将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强 度为B的匀强磁场中。 [推导] 这段导体所受的安培力: F=BIL I的微观表达式:I=nqsv 这段导体中含有的自由电荷数:N=nLs
F洛 qvB (v⊥B)
特例:
F洛 0
(v∥B)
[课堂练习]
电子的速率v=3.0×106m/s,沿着
与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强
磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?
[课堂练习]
电子的速率v=3.0×106m/s,沿着
与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强
磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?
4.8×10-14N
[课堂练习]
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. 相对于预定地面向东偏转ຫໍສະໝຸດ C. 相对于预定点稍向西偏转
D. 相对于预定点稍向北偏转
v
[课堂练习]
来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直
F安 BIL nqvSLB f qvB nLS nLS nLS
电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速 度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受 的洛伦兹力为: F qvB (v垂直B)

磁场中的洛伦兹力计算方法

磁场中的洛伦兹力计算方法

磁场中的洛伦兹力计算方法在物理学中,磁场中的洛伦兹力是一种基本的力,它描述了电荷在磁场中所受到的作用力。

在这篇文章中,我们将介绍磁场中洛伦兹力的计算方法,并探讨其在物理学和工程学中的应用。

一、洛伦兹力的定义洛伦兹力是描述电荷在磁场中受力的一种力,其大小和方向与电荷、磁场和电荷的速度有关。

根据洛伦兹力的定义,我们可以得到如下的洛伦兹力公式:F = q * (v × B)其中,F表示洛伦兹力的大小,q为电荷的大小,v为电荷的速度,B为磁场的磁感应强度。

而符号“×”表示的是向量的叉乘,它决定了洛伦兹力的方向。

二、洛伦兹力的计算方法洛伦兹力的计算方法主要分为两个步骤:首先确定磁场在给定位置的磁感应强度B,然后将电荷的大小q、速度v和磁感应强度B代入洛伦兹力公式进行运算。

1. 确定磁感应强度B在实际计算中,磁感应强度B可以通过使用磁感应仪器进行测量或者通过已知的磁场分布进行计算获得。

如果有多个磁场源,则需要将各个磁场的贡献进行叠加,得到总的磁感应强度。

2. 计算洛伦兹力一旦确定了磁感应强度B,我们可以将电荷的大小q、速度v和磁感应强度B代入洛伦兹力公式进行计算。

需要注意的是,这里的速度向量v必须是电荷运动的瞬时速度,而不是平均速度。

计算得到的洛伦兹力是一个矢量,其方向垂直于速度向量和磁感应强度的叉乘,符合右手法则。

三、洛伦兹力的应用洛伦兹力在物理学和工程学中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:1. 电动机和发电机电动机和发电机是利用洛伦兹力工作的重要设备。

通过在磁场中通电导体中产生的洛伦兹力,可以实现电能与机械能的转换。

这种原理被广泛应用于各种电动设备和发电设备中。

2. 磁控管和磁控阀磁控管和磁控阀是一种功能特殊的电子元器件,它们利用洛伦兹力来实现对粒子流的控制。

通过调节磁场的磁感应强度,可以精确地控制粒子在空间中的移动轨迹,从而实现各种功能,如流量调节和粒子分选。

3. 磁共振成像磁共振成像(MRI)是一种利用洛伦兹力原理的影像技术,常用于医学诊断和科学研究中。

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力引言在物理学中,磁场是一种存在于空间中的特殊力场。

而电荷是产生磁场或受到磁场力作用的重要物理量。

当一个电荷在磁场中运动时,它会受到一个力的作用,这就是运动电荷在磁场中受到的力。

本文将详细讨论运动电荷在磁场中受到的力的性质、计算方法等内容。

磁场和磁场力磁场是由具有磁性的物质产生的。

磁场的特点是有方向和强度。

磁场的单位是特斯拉(Tesla),常用符号为T。

常见的磁场来源有恒定磁场和交变磁场。

磁场力是指磁场对电荷或电流产生的力。

在运动电荷场景中,所受力的大小与电荷的速度、磁场强度以及电荷的运动方向有关。

根据洛伦兹力定律,运动电荷在磁场中所受到的力可以用如下公式表示:[ = q( ) ]其中,F为电荷所受到的力,q为电荷量,v为电荷的速度,B为磁场强度。

运动电荷在磁场中受到的力的性质我们可以从公式中看出,运动电荷在磁场中受到的力具有以下几个性质:1. 没有静止电荷的力根据洛伦兹力定律,只有当电荷具有速度时,才会受到磁场力的作用。

当电荷静止时,磁场对它没有任何影响。

2. 力的方向垂直于速度和磁场强度方向根据公式中的向量积,我们可以看出电荷所受到的力方向与电荷的速度方向和磁场强度方向都垂直。

具体而言,力的方向遵循右手定则,即将右手的食指指向电荷的运动方向,中指指向磁场方向,则拇指指向力的方向。

3. 力的大小与速度、电荷量、磁场强度相关根据公式,我们可以看出电荷所受到的力大小与电荷的速度、电荷量以及磁场强度都有关系。

当速度、电荷量或磁场强度增大时,力也会增大。

而当速度、电荷量或磁场强度减小时,力也会减小。

4. 力不会改变电荷的动能在运动电荷受到磁场力作用时,它的动能不会发生改变。

这是因为磁场力的方向始终垂直于速度方向,所以它只会改变电荷的运动方向而不会改变电荷的速度大小。

运动电荷在磁场中受到的力的计算方法为了计算运动电荷在磁场中受到的力,我们需要知道电荷的速度、电荷量和磁场强度。

根据洛伦兹力定律公式,我们可以按照以下步骤进行计算:1. 确定电荷的速度首先,我们需要确定电荷的速度。

磁场中的洛伦兹力和磁感应强度

磁场中的洛伦兹力和磁感应强度

磁场中的洛伦兹力和磁感应强度磁场是环绕着电流或磁体的区域,其中存在着洛伦兹力和磁感应强度。

洛伦兹力是指电荷在磁场中受到的力,而磁感应强度则是磁场的一种度量。

本文将详细介绍磁场中的洛伦兹力和磁感应强度的概念、计算方法以及应用。

一、洛伦兹力在磁场中,电荷受到的洛伦兹力与电荷的速度和外磁场之间的相对位置有关。

洛伦兹力的计算公式为F = qvBsinθ,其中F代表力的大小,q代表电荷的电量,v代表电荷的速度,B代表磁感应强度,θ代表电荷速度方向与磁感应强度方向的夹角。

例如,当一个带有电荷量q的电子以速度v在磁感应强度为B的磁场中运动时,洛伦兹力就是F = qvBsinθ。

如果电子的速度方向与磁感应强度的方向垂直,那么洛伦兹力的大小就是F = qvB。

洛伦兹力的方向则由左手定则决定,即当左手的食指指向电子运动的方向,中指指向磁感应强度的方向,那么大拇指的方向就是洛伦兹力的方向。

二、磁感应强度磁感应强度是磁场的一种度量,它可以表示磁场的强弱。

磁感应强度的单位是特斯拉(T),常用的符号是B。

磁感应强度的计算公式为B= F / (qvsinθ),其中F代表洛伦兹力的大小,q代表电荷的电量,v代表电荷的速度,θ代表洛伦兹力方向与电荷速度方向的夹角。

在一定条件下,可以通过测量洛伦兹力的大小和电荷的速度以及确定θ的值,来计算磁感应强度。

例如,在一个已知洛伦兹力和电荷速度的实验中,根据洛伦兹力的计算公式F = qvBsinθ,我们可以通过测量F和qvsinθ的值,来计算磁感应强度B的大小。

这种方法被广泛应用于实验室中对磁场的测量。

三、洛伦兹力和磁感应强度的应用洛伦兹力和磁感应强度在生活和科学研究中都具有重要的应用价值。

1. 电机和发电机电机和发电机的原理都是基于洛伦兹力的作用。

电机通过在磁场中通电线圈中产生一个旋转的磁场,使得电流线圈在磁场力的作用下受到力矩而旋转。

而发电机则是通过旋转的磁场感应线圈中产生电流,实现能量的转换。

运动电荷在磁场中受到的力——洛伦兹力

运动电荷在磁场中受到的力——洛伦兹力

考点3 运动电荷在磁场中受到的力—洛伦兹力1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的力叫做洛伦兹力.2.洛伦兹力的方向(1)判定方法左手定则:掌心——磁感线垂直穿入掌心;四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向;拇指——指向洛伦兹力的方向.(2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v决定的平面(注意:洛伦兹力不做功).3.洛伦兹力的大小(1)v∥B时,洛伦兹力F=0.(θ=0°或180°)(2)v⊥B时,洛伦兹力F=qvB.(θ=90°)(3)v=0时,洛伦兹力F=0.1.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,也可能受到洛伦兹力B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在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2.下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()3.如下图所示是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图(其中B、F、v两两垂直).其中正确的是()4.下列关于洛伦兹力的说法中,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、方向均不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变5.带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示了粒子的径迹,这是云室的原理,如图所示是云室的拍摄照片,云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场,图中oa、ob、oc、od是从o点发出的四种粒子的径迹,下列说法中正确的是()A.四种粒子都带正电B.四种粒子都带负电C.打到a、b点的粒子带正电D.打到c、d点的粒子带正电6.如图所示是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴正方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,下列措施可采用的是()A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向C.加一磁场,磁场方向沿x轴正方向D.加一磁场,磁场方向沿y轴负方向7.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是()A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动8.(多选)如图为一“滤速器”装置的示意图.a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间.为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动,由O′射出.不计重力作用.可能达到上述目的的办法是()A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外9.(多选)在方向如图所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区中,一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v0射入场区,设电子射出场区时的速度为v,则()A.若v0>E/B,电子沿轨迹I运动,射出场区时,速度v>v0B.若v0>E/B,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度v<v0C.若v0<E/B,电子沿轨迹Ⅰ运动,射出场区时,速度v>v0D.若v0<E/B,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度v<v010.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图3-5-12所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下述说法正确的是()A.油滴必带正电荷,电荷量为2mg/v0BB.油滴必带负电荷,比荷q/m=g/v0BC.油滴必带正电荷,电荷量为mg/v0BD.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=mg/v0B11.(多选)如图所示,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中,空气阻力不计,当小球分别从等高的A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时()A.小球的动能相同B.丝线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度相同12. (多选)如图所示,一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动,飞离桌子边缘A ,最后落到地板上.设有磁场时飞行时间为t 1,水平射程为x 1,着地速度大小为v 1;若撤去磁场,其余条件不变时,小球飞行时间为t 2,水平射程为x 2,着地速度大小为v 2.则下列结论正确的是( )A .x 1>x 2B .t 1>t 2C .v 1>v 2D .v 1和v 2相同13. (多选)如图所示,a 为带正电的小物块,b 是一不带电的绝缘物块(设a 、b 间无电荷转移),a 、b 叠放于粗糙的水平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场,现用水平恒力F 拉b 物块,使a 、b 一起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段( )A .a 、b 一起运动的加速度减小B .a 、b 一起运动的加速度增大C .a 、b 物块间的摩擦力减小D .a 、b 物块间的摩擦力增大14. 如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B 的匀强磁场中.质量为m 、带电荷量为+Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是( )A . 滑块受到的摩擦力不变B . 滑块到达地面时的动能与B 的大小无关C . 滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D . B 很大时,滑块可能静止于斜面上15. (多选)质量为m 、带电荷量为q 的小物块,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B ,如图所示.若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下列说法中正确的是( )A . 小物块一定带正电荷B . 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C . 小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D . 小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面压力为零时的速率为mg cos θBq16、如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m ,带电荷量为q ,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中.设小球电荷量不变,小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有( )A. 小球加速度一直减小B. 小球的速度先减小,直到最后匀速C. 杆对小球的弹力一直减小D. 小球受到的洛伦兹力一直减小17、(多选)在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q 、质量为m 的带电球体,管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v ,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )A .0 B.12m (mg qB )2 C.12mv 2 D.12mv 2-(mg qB )2] 18、(多选)如图所示,粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球,整个装置处在由水平匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,在整个运动过程中小球的v -t 图象如图所示,其中错误的是( )19、(多选)如图所示,一个带正电荷的物块m ,由静止开始从斜面上A 点下滑,滑到水平面BC 上的D 点停下来.已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B 处时的机械能损失.先在ABC 所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D ′点停下来.后又撤去电场,在ABC 所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D ″点停下来.则以下说法中正确的是( )A 、D ′点一定在D 点左侧B 、D ′点一定与D 点重合C 、D ″点一定在D 点右侧 D 、D ″点一定与D 点重合20、如图所示,在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO ′在竖直面内垂直于磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α.一质量为m 、带电荷量为+q 的圆环A 套在OO ′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tan α.现让圆环A 由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中:(1) 圆环A 的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?(2) 圆环A 能够达到的最大速度为多大?21、(多选)如图所示,一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R =0.50m 的绝缘光滑槽轨,槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B =0.50T.有一个质量m =0.10g ,带电量为q =+1.6×10-3C 的小球在水平轨道上向右运动.若小球恰好能通过最高点,则下列说法正确的是( )A 、小球在最高点所受的合力为零B 、小球到达最高点时的机械能与小球在水平轨道上的机械能相等C 、如果设小球到达最高点的线速度是v ,则小球在最高点时式子mg +qvB =m v 2R 成立D 、如果重力加速度取10m/s 2,则小球的初速度v 0=4.6m/s22、如图所示,一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多),在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态,小球的质量为m,带电荷量为q,重力加速度为g.空间存在一磁感应强度大小未知(不为零),方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场.某时刻,给小球一方向水平向右、大小为v0=5gR的初速度,则以下判断正确的是()A、无论磁感应强度大小如何,获得初速度后的瞬间,小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B、无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球到达最高点时的速度大小都相同D、小球在环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中,水平方向分速度的大小一直减小23、(多选)如图所示,设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,以下说法正确的是()A、这粒子必带正电荷B、A点和B点在同一高度C、粒子在C点时速度最大D、粒子到达B点后,将沿曲线返回A点。

洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律

洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律

洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律是电磁学中的重要概念。

根据洛伦兹力公式,当一个带电粒子在磁场中运动时,会受到一个与粒子速度垂直的力。

这个力被称为洛伦兹力,它的大小与电荷的大小、粒子速度以及磁场的强度有关。

本文将详细探讨洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律,以及它的应用。

1. 洛伦兹力公式洛伦兹力公式描述了电荷在磁场中受到的力的关系。

对于任意一点的电荷q,当其速度v与磁场B相互作用时,洛伦兹力F可以用以下公式表示:F = q * (v × B)其中,F表示洛伦兹力的大小和方向,q表示电荷的大小,v表示电荷的速度,B表示磁场的大小和方向。

这个公式表明,洛伦兹力的方向垂直于电荷速度v和磁场B的平面。

2. 电荷在磁场中的运动轨迹根据洛伦兹力公式,电荷在磁场中受到一个垂直于速度和磁场方向的力,这将影响电荷的运动轨迹。

当电荷以速度v进入磁场时,洛伦兹力会使得电荷发生一个向心力。

这导致电荷的轨迹变为一个圆形,其半径由电荷的速度和磁场的强度决定。

3. 应用洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律在实际应用中有着重要的意义。

以下是几个常见的应用示例:3.1 粒子加速器粒子加速器是利用洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律来加速带电粒子的设备。

在粒子加速器中,带电粒子被加速到非常高的速度,使其具有足够的能量来进行高能物理实验。

3.2 磁共振成像磁共振成像(MRI)是一种非常常见的医学成像技术,它利用洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律来获得人体组织的影像。

通过对患者进行放置在强磁场中,利用磁场与人体中的原子核相互作用产生的洛伦兹力,得到高分辨率的图像。

3.3 磁悬浮列车磁悬浮列车是一种高速交通工具,它利用洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律来实现列车的悬浮和推动。

通过在列车底部的轨道上放置电磁铁,产生一个与列车底部导体板上的电流相互作用的磁场,从而实现列车脱离轨道的悬浮状态,并且借助洛伦兹力推动列车前进。

4. 总结洛伦兹力电荷在磁场中的运动规律是电磁学的重要内容。

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力是电磁学中一个重要的概念。

当一个电荷在磁场中运动时,它会受到一个垂直于运动方向和磁场方向的力,这个力被称为洛伦兹力。

本文将详细介绍洛伦兹力的计算公式、方向和大小等内容。

一、洛伦兹力的计算公式洛伦兹力是由磁场和电荷共同作用产生的,它可以用以下公式来计算:F = qvBsinθ其中,F表示洛伦兹力的大小;q表示电荷量;v表示电荷运动速度;B表示磁感应强度;θ表示电荷速度与磁场方向之间的夹角。

从公式可以看出,当电荷速度与磁场方向相垂直时,洛伦兹力最大;当二者平行时,洛伦兹力为零。

二、洛伦兹力的方向根据右手定则可以确定洛伦兹力的方向。

将右手握成拳头,让四指指向电荷运动方向,大拇指指向磁场方向,则大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。

三、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小与电荷量、速度和磁场强度有关。

当电荷量或速度增加时,洛伦兹力也会相应增加;当磁场强度增加时,洛伦兹力也会增加。

需要注意的是,洛伦兹力只对运动电荷产生作用,静止电荷不受影响。

四、应用举例洛伦兹力在许多领域都有着广泛的应用。

以下是几个例子:1. 粒子加速器中:粒子在磁场中运动时,受到的洛伦兹力可以使它们加速或偏转,从而实现粒子束的控制和聚焦。

2. 电动机中:电动机中的导体在磁场中旋转时,受到的洛伦兹力可以产生扭矩,从而驱动机械运动。

3. 磁共振成像中:磁共振成像利用了核磁共振现象,在强磁场作用下对人体进行成像。

此时,人体内部水分子所带电荷会受到洛伦兹力作用而发生共振信号,从而实现成像。

总之,洛伦兹力是电磁学中一个重要的概念,它在许多领域都有着广泛的应用。

通过深入理解洛伦兹力的计算公式、方向和大小等内容,可以更好地理解和应用电磁学知识。

高中物理知识点安培力

高中物理知识点安培力

高中物理知识点——安培力在学习物理的过程中,我们会接触到许多重要的概念和定律。

其中,安培力是一个非常重要的概念,它被广泛应用于电磁学和电路中。

本文将带您深入了解高中物理中的安培力,包括定义、公式及其应用。

一、安培力的定义:安培力是由电荷在磁场中受到的力,它是由法国科学家安培发现的,被命名为安培力。

安培力的方向垂直于电荷的速度和磁场的方向。

二、安培力的公式:安培力的表达式由以下公式给出:F = q * v * B * sinθ其中,F表示安培力,q是电荷的大小,v是电荷的速度,B是磁场的大小,θ是电荷速度与磁场之间的夹角。

三、安培力的应用:1. 电磁感应:根据法拉第电磁感应定律,当一个导体在磁场中运动时,会感受到安培力的作用。

这个现象在发电机和电动机中得到广泛应用。

2. 电子运动:在电子运动过程中,如果电子在磁场中运动,会受到安培力的作用,这被称为霍尔效应。

霍尔效应可以用于测量磁场的强度和方向。

3. 轨道运动:当一个带电粒子在磁场中做轨道运动时,安培力可以改变粒子的轨道半径,这就是电子在磁场中的轨道运动。

它被应用于电子加速器和质谱仪等领域。

4. 电子束偏转:在电视和显示器中,电子通过被聚焦和偏转来形成图像。

安培力被用来控制电子束的偏转,以实现图像的显示。

5. 磁浮列车:磁浮列车是一种利用磁悬浮技术运行的交通工具。

在磁浮列车中,由于磁场的作用力,车厢将悬浮在轨道上,减小了与轨道的摩擦力,使得列车能够以较高的速度运行。

总结:安培力是在电荷运动中受到的力,它在物理学的许多领域中得到了广泛应用。

了解安培力的定义、公式和应用可以帮助我们更好地理解电磁学和电路的原理,并能够应用于实际问题的计算和解决。

它为我们探索电子运动、电磁感应等现象提供了基础。

更深入地研究和理解安培力的原理将使我们在物理学和电子学的学习和实践中更加熟练和灵活。

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力当一个运动带电粒子进入磁场时,它会受到一个垂直于速度方向的力,这就是运动电荷在磁场中受到的力。

这个力被称为洛伦兹力,它的大小和方向由洛伦兹力定律决定。

洛伦兹力定律描述了运动电荷在磁场中受到的力的大小和方向。

根据洛伦兹力定律,洛伦兹力的大小等于电荷的电量乘以速度与磁场强度的乘积的绝对值,即F = qvBsinθ,其中F表示洛伦兹力,q表示电荷的电量,v表示电荷的速度,B表示磁场的磁感应强度,θ表示速度与磁场的夹角。

根据洛伦兹力定律可知,只有当电荷的速度与磁场的方向存在夹角时,电荷才会受到磁场的力。

当电荷的速度与磁场的方向平行或反平行时,洛伦兹力的大小为零,电荷不会受到磁场的力。

这是因为sinθ等于零或π,洛伦兹力的大小为零。

洛伦兹力的方向垂直于速度与磁场的平面,它遵循右手定则。

右手定则可以通过以下方式确定洛伦兹力的方向:用右手握住电荷的速度,让伸出的食指指向速度方向,中指指向磁场方向,那么拇指的方向就是洛伦兹力的方向。

洛伦兹力的大小与电荷的电量成正比,因此电量越大,受到的力也越大。

洛伦兹力的大小与速度的大小成正比,因此速度越大,受到的力也越大。

洛伦兹力的大小与磁场的磁感应强度成正比,因此磁场越强,受到的力也越大。

洛伦兹力对于电荷在磁场中的运动轨迹有着重要的影响。

当电荷的速度与磁场的方向垂直时,洛伦兹力使得电荷沿着磁场的方向做圆周运动。

当电荷的速度与磁场的方向平行或反平行时,洛伦兹力的大小为零,电荷沿直线运动。

运动电荷在磁场中受到的力在很多领域都有着广泛的应用。

例如,在粒子加速器中,利用磁场对带电粒子施加洛伦兹力,可以使粒子沿着特定轨道加速运动。

在磁共振成像中,利用磁场对带电粒子施加洛伦兹力,可以观察到物质的内部结构。

在电动机中,利用磁场对带电导体施加洛伦兹力,可以实现电能转化为机械能。

总结起来,运动电荷在磁场中受到的力由洛伦兹力定律描述。

洛伦兹力的大小等于电荷的电量乘以速度与磁场强度的乘积的绝对值,方向垂直于速度与磁场的平面。

运动电荷在磁场中受到的力

运动电荷在磁场中受到的力
运动电荷在磁场中受到的力
演示:观察阴极射线(电子束)在磁场中的偏转
N
S
一、运动电荷在磁场中受到的力—— 洛伦兹力(Lorentz force)
·洛伦兹
(Hendrik Antoon Lorentz, 1853—1928),荷兰物理学家。 他在物理学上最重要的贡献是他的 电子论。1895年他提出了著名的 洛仑兹力公式。
三、洛伦兹力大小
S
使导线与磁场的方向垂直,即导线中电荷 定向运动的方向与磁场的方向垂直。
已知量:
n=单位体积内所含的自由电荷数
q=每个自由电荷的电荷量
L
v=电荷定向移动的平均速度
S=导线的横截面积
L=导线的长度(t 时间内电荷移动的距离)
n = 单位体积内所含的自由电荷数 q = 每个自由电荷的电荷量 v = 电荷定向移动的平均速度 S = 导线的横截面积 L = 导线的长度 探究以下四个问题:
·······
S L
若电荷不垂直射入磁场, 电荷受到的洛伦兹力大小又如何呢 ?
B∥ v
B⊥
v⊥
v
v∥
F洛 = qvB⊥ = qv⊥B = qvBsinθ
法正确的是:( D )
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. 洛伦兹力既不能改变带电子粒子的动能,也不能改变 带电粒子的加速度;
D. 洛伦兹力对带电粒子不做功。
洛伦兹力与电场力的比较:
洛伦兹力
电场力
作用对象
运动电荷
带电粒子
仅在运动电荷的速度方 产生条件 向与B不平行时,运动
电荷才受到洛伦兹力

磁场中电荷的运动

磁场中电荷的运动

磁场中电荷的运动磁场中的电荷运动是电磁现象中的一种重要表现形式。

磁场指的是周围充满磁力的区域,在这个区域内,电荷受到的力和运动方式都会受到磁场的影响。

本文将探讨磁场中电荷的运动特点以及相关的物理规律。

一、洛伦兹力在磁场中,电荷会受到一个称为洛伦兹力的作用力。

洛伦兹力的大小与电荷的电量、电荷的速度以及磁场的强度有关。

当电荷的速度与磁场的方向(用矢量形式表示)垂直时,洛伦兹力的大小可以用下式计算:F = qvBsinθ其中,F为洛伦兹力,q为电荷的电量,v为电荷的速度,B为磁场的大小,θ为电荷速度与磁场方向之间的夹角。

二、圆周运动当电荷在磁场中以一定速度运动时,会受到洛伦兹力的作用,从而产生一个向圆心的力,使电荷做圆周运动。

在此过程中,洛伦兹力提供了向心力,使得电荷的轨迹成为圆形。

根据牛顿第二定律,该向心力的大小等于洛伦兹力,即:F = m*a = qvB其中m为电荷的质量,a为加速度。

通过将该向心力与向心加速度之间的关系求解,可以得到电荷做圆周运动所需要的速度:v = p/(qB)其中p为电荷的动量,q为电荷的电量,B为磁场的大小。

从公式可知,速度与磁场的强度成反比,即在磁场越强的情况下,电荷所需的速度越小。

三、螺旋线运动当电荷在磁场中运动的速度与磁场方向之间有一个非零的夹角时,电荷的运动轨迹将不再是简单的圆周运动。

此时,电荷将沿着一条螺旋线运动。

在螺旋线运动中,电荷的向心力由洛伦兹力提供,而电荷的速度则既有向磁场方向的分量,也有垂直于磁场方向的分量。

该垂直分量使得电荷的轨迹变为螺旋线。

四、霍尔效应除了电荷的运动方式,磁场对电荷还有其他的影响。

其中一个重要的现象是霍尔效应。

霍尔效应是指当电流通过一块导体时,在垂直于电流方向的磁场中,导体两侧产生电势差的现象。

这一现象的产生与洛伦兹力及导体中自由电子的运动有关。

在磁场中,洛伦兹力使得电子的运动方向有所改变,从而导致电子在导体中的分布发生变化。

这种变化导致了电子浓度差异,进而产生了电势差。

磁场中电荷的受力

磁场中电荷的受力

磁场中电荷的受力在物理学中,电荷在磁场中会受到一定的力的作用。

这种力被称作洛伦兹力,它是由电荷带电粒子运动产生的磁场和外部磁场相互作用而引起的。

本文将详细探讨磁场中电荷受力的原理和特点。

一、磁场对电荷的影响当一个带电粒子在磁场中运动时,磁场会对电荷施加作用力。

这个作用力的方向与电荷的运动速度和磁场方向有关。

根据左手定则,我们可以确定洛伦兹力的方向。

左手握拳,将拇指指向电荷的运动方向,四指指向磁场方向,那么拇指的方向就是洛伦兹力的方向。

二、电荷在磁场中的运动轨迹根据洛伦兹力的方向,我们可以得到电荷在磁场中运动的轨迹。

对于正电荷,它将被偏转成顺时针方向;而对于负电荷,它将被偏转成逆时针方向。

这是因为正负电荷在磁场中运动产生的磁场方向相反,从而引起力的反向。

因此,电荷在磁场中的运动轨迹将呈现螺旋状。

三、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小与电荷的运动速度、磁场的强度以及电荷的电荷量之间有关。

根据洛伦兹力的表达式可以得知,洛伦兹力随着电荷量和磁场强度的增加而增大,但与运动速度无关。

四、磁场中电荷受力的数学描述我们可以用数学公式来描述磁场中电荷受力的情况。

洛伦兹力的大小可以通过以下公式计算:F = qvBsinθ其中,F表示洛伦兹力的大小,q表示电荷的电荷量,v表示电荷的运动速度,B表示磁场的磁感应强度,θ表示电荷运动方向与磁场方向之间的夹角。

五、实际应用和意义磁场中电荷受力的原理在许多实际应用中起着重要作用。

例如,在电子枪中,电子在磁场中受到的力使其沿着特定的轨道加速运动,从而产生高速电子束;在磁共振成像中,磁场对人体中的原子核施加力,产生共振信号,实现图像的形成。

此外,研究磁场中电荷的受力现象也有助于我们更深入地理解电磁现象和粒子物理学的基本原理。

六、总结在磁场中,电荷会受到洛伦兹力的作用,力的方向与电荷的运动速度和磁场方向有关。

电荷在磁场中的运动轨迹呈螺旋状,洛伦兹力的大小与电荷量和磁场强度有关。

我们可以用数学公式描述磁场中电荷受力的情况。

洛伦兹力

洛伦兹力

1.洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力,它是安培力的微观表现。

计算公式的推导:如图所示,整个导线受到的磁场力(安培力)为F 安 =BIL ;其中I=nesv ;设导线中共有N 个自由电子N=nsL ;每个电子受的磁场力为F ,则F 安=NF 。

由以上四式可得F=qvB 。

条件是v 与B垂直。

当v 与B 成θ角时,F=qvB sin θ。

2.洛伦兹力方向的判定在用左手定则时,四指必须指电流方向(不是速度方向),即正电荷定向移动的方向;对负电荷,四指应指负电荷定向移动方向的反方向。

3.洛伦兹力大小的计算带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时,洛伦兹力充当向心力,由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式: Bqm T Bq mv r π2,==4.带电粒子在匀强磁场中的偏转⑴穿过矩形磁场区。

一定要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。

偏转角由sin θ=L /R 求出。

侧移由R 2=L 2-(R-y )2解出。

经历时间由Bqm t θ=得出。

注意,这里射出速度的反向延长线与初速度延长线的交点不再是宽度线段的中点,这点与带电粒子在匀强电场中的偏转结论不同!⑵穿过圆形磁场区。

画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)。

偏角可由Rr =2tan θ求出。

经历时间由Bqm t θ=得出。

注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。

1:如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。

正、负电子同时从同一点O 以与MN 成30°角的同样速度v 射入磁场(电子质量为m ,电荷为e ),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少?解:正负电子的半径和周期是相同的。

只是偏转方向相反。

先确定圆心,画出半径,由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。

所以两个射出点相距2r ,由图还看出经历时间相差2T /3。

答案为射出点相距Bemv s 2=,时间差为Bqmt 34π=∆。

高中物理 3.5运动电荷在磁场中的运动

高中物理 3.5运动电荷在磁场中的运动

二、洛伦兹力的大小
当运动电荷的速度v方向与磁感应强 度B方向的夹角为θ,电荷所受的洛伦兹 力大小为
3.电子的速率v=3×106 m/s,垂直射入 B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力 是多大?
思考与深化
若带电粒子垂直于磁场方向射入匀强磁场 中,带电粒子在磁场中将会如何运动?
三、显像管的工作原理
3.如图所示,一带电塑料小球质量为m,用丝线悬 挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°, 水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自左方 摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自 右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为( )
A.0 B.2mg C.4mg D.6mg
4.一个质量m=0.1g的小滑块,带有q=5×10-4C 的电荷量,放置在倾角α=30°的光滑斜面上(斜 面绝缘),斜面置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场
第5节 运动电荷在磁场中受到的力
丰城九中
一、洛伦兹力(Lorentz force) 1、定义:运动电荷在磁场中受到的作用力, 叫洛伦兹力。 2、洛伦兹力的方向:
电子射线管的原理: 从阴极发射出来电子,在阴阳两极间的高压作用
下,使电子加速,形成电子束,轰击到长条形的荧光 屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹。
电视显像管应用了电子束在磁场中的偏 转原理。电子束射向荧光屏就能发光,一束 电子束只能使荧光屏上的一个点发光,而通 过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光 屏发光。
思考与讨论
如图所示,电视显像管中,要使电子束 从B逐渐向A点扫描,必须加一个怎样变化的 偏转磁场?
荧光屏中点O的下 方,应加一垂直向内 的磁场,且越下方磁 场越强,而在O点的上 方,应加一垂直向外 的磁场,且越上方的 磁场越强。
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电荷在磁场中受到的力
一、选择题
1.(多选)下列关于电荷所受静电力和洛伦兹力的说法中,正确的是( )
A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用
B.电荷在电场中一定受静电力的作用
C.电荷受静电力的方向与该处的电场方向一致
D.电荷若受洛伦兹力,则受力方向与该处的磁场方向垂直
[导学号99690306] 解析:选BD.静止电荷在磁场中不受洛伦兹力的作用,但在电场中一定受静电力的作用,选项A错误,选项B正确;只有正电荷的受力方向与该处的电场方向一致,选项C错误;根据左手定则知运动电荷若受洛伦兹力,则受力方向与该处的磁场方向垂直,选项D正确.
2.(多选)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
[导学号99690307] 答案:BD
3.三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹分别如图所示.则( )
A.粒子a一定带正电
B.粒子b一定带正电
C.粒子c一定带正电
D.粒子b一定带负电
[导学号99690308] 解析:选A.由左手定则可以判断,粒子a带正电,粒子b不带电,粒子c带负电,故选项A正确.
4.在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方放置一根通有如图所示电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则电子将( )
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸里偏转D.向纸外偏转
[导学号99690309] 解析:选B.由题图可知,直导线电流的方向由左向右,根据安培定则,可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里,而电子运动方向由左向右,由左手定则知(电子带负电荷,四指要指向电子运动方向的反方向),电子将向下偏转,故B选项正确.5.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,稍向东偏转
C .相对于预定地点,稍向西偏转
D .相对于预定地点,稍向北偏转
[导学号99690310] 解析:选B.质子带正电,地球表面的地磁场方向由南向北,根据左手定则可判定,质子自赤道上空的某一点竖直下落的过程中受到洛伦兹力的方向向东,故正确选项为B.
6.带电油滴以水平速度v 0垂直进入匀强磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m ,磁感应强度为B ,则下述说法正确的是( )
A .油滴必带正电荷,电荷量为
mg v 0B B .油滴必带正电荷,比荷q m =q v 0B
C .油滴必带负电荷,电荷量为mg v 0B
D .油滴带什么电荷都可以,只要满足q =
mg v 0B [导学号99690311] 解析:选A.油滴水平向右匀速运动,其所受洛伦兹力必向上与重力平衡,故带正电,其电荷量q =mg v 0B
,A 正确. 7.如图所示,甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起静止于粗糙的水平地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁场.现用水平恒力F 拉乙物块,使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动.在加速运动阶段( )
A .地面对乙物块的摩擦力逐渐减小
B .甲、乙两物块的加速度逐渐增大
C .乙对甲的摩擦力逐渐增大
D .甲对乙的摩擦力逐渐减小
[导学号99690312] 解析:选D.加速过程中,甲受向下的洛伦兹力逐渐增大,乙对地板的压力逐渐增大,乙受摩擦力增大,则加速度逐渐减小,A 、B 错误.甲的加速度是由乙对它的摩擦力产生的,由牛顿第二定律知,甲、乙间的摩擦力逐渐减小,C 错误D 正确.故选D.
8.(2016·淄博高二检测)质量为m 、带电量为q 的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感应强度为B ,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是( )
A .小球带负电
B .小球在斜面上运动时做匀加速直线运动
C .小球在斜面上运动时做加速度增大、速度也增大的变加速直线运动
D .小球在斜面上下滑过程中,当小球对斜面压力为零时的速率为mg sin θBq
[导学号99690313] 解析:选B.小球在斜面上运动时受力如图所示,
由左手定则可判定小球带正电,选项A 错误;小球运动时受的合力
为mg sin θ,故小球做匀加速直线运动,选项B 正确,C 错误,当
小球对斜面压力为零时,mg cos θ=Bqv ,则v =mg cos θBq
,选项D 错误.
9.(多选)如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m ,所带的电荷量为q ,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向外,设小球的电荷量不变,小球由静止下滑的过程中( )
A .小球加速度一直增加
B .小球速度一直增加,直到最后匀速
C .棒对小球的弹力一直减小
D .小球所受洛伦兹力一直增大,直到最后不变
[导学号99690314] 解析:选BD.小球由静止开始下滑,受到向左的洛伦兹力不断增加.在开始阶段,洛伦兹力小于向右的静电力,棒对小球有向左的弹力,随着洛伦兹力的增加,棒对小球的弹力减小,小球受到的摩擦力减小,所以在竖直方向上小球受到重力和摩擦力作用加速运动,其加速度逐渐增加.当洛伦兹力等于静电力时,棒对小球没有弹力,摩擦力随之消失,小球在竖直方向上受到的合力最大,加速度最大.随着小球速度继续增加,洛伦兹力大于静电力,棒对小球又产生向右的弹力,随着速度增加,洛伦兹力增加,棒对小球的弹力增加,小球受到的摩擦力增加,于是小球在竖直方向受到的合力减小,加速度减小,小球做加速度减小的加速运动,当加速度减小为零时,小球的速度不再增加,以此时的速度做匀速运动.综上所述,选项B 、D 正确.
二、非选择题
10.有一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小球停在绝缘平面上,并处在磁感应强度为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图所示,为了使小球飘离平面,重力加速度为g ,匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少?方向如何?
[导学号99690315] 解析:当磁场向左运动时,相当于小球向右运动,带正电小球所受的
洛伦兹力方向向上,当其与重力平衡时,小球即将飘离平面.设此时速度为v ,则由力的平衡有:
qvB =mg ,得v =mg qB
,磁场应水平向左平移. 答案:mg qB
水平向左
11.如图所示,质量m =0.1 g 的小球,带有q =5×10-4 C 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 =0.5 T 的匀强磁场中,求小球由静止释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速
度.(g 取10 m/s 2)
[导学号99690316] 解析:小球沿杆滑动,受垂直杆斜向右上方的洛伦兹力F ,当mg cos θ=qvB 时,加速度最大,
最大加速度a =g sin θ=10×0.6 m/s 2=6 m/s 2.
当下滑的速度足够大时,小球将做匀速直线运动,
此时,沿杆方向有mg sin θ=μF N ,
垂直杆方向有qvB =mg cos θ+F N ,
由以上两式解得v =9.2 m/s.
答案:6 m/s 2 9.2 m/s
12.如图所示,质量为m =1 kg 、电荷量为q =5×10-2 C 的带正电的小滑块,从半径为R =
0.4 m 的光滑绝缘14
圆弧轨道上由静止自A 端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E =100 V/m ,方向水平向右;B =1 T ,方向垂直纸面向里.求:
(1)滑块到达圆弧轨道最低点C 时的速度;
(2)在C 点时滑块所受的洛伦兹力;
(3)滑块到达C 点时对轨道的压力.(g 取10 m/s 2)
[导学号99690317] 解析:以滑块为研究对象,自轨道上A 点滑到C 点的过程中,受重力mg ,方向竖直向下;静电力qE ,方向水平向右;洛伦兹力F 洛=qvB ,方向始终垂直于速度方向.
(1)滑块从A 到C 过程中洛伦兹力不做功,由动能定理得mgR -qER =12
mv 2C 得v C =2(mg -qE )R m
=2 m/s ,方向水平向左. (2)根据洛伦兹力公式得:
F =qv C B =5×10-2×2×1 N =0.1 N ,方向竖直向下.
(3)在C 点根据牛顿第二定律:F N -mg -F =m v 2
C R
代入数据得:F N=20.1 N,根据牛顿第三定律,滑块对轨道的压力为20.1 N. 答案:(1)2 m/s,方向水平向左
(2)0.1 N,方向竖直向下
(3)20.1 N。

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