高中 | 洛伦兹力 题目答案及解析

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选修3-1

第三章 磁场

3.5 运动电荷在磁场中受到的力

洛伦兹力

下面四幅图表示了磁感应强度$B$、电荷速度$v$和洛伦兹力$F$三者方向之间的关系，其中正确的是$(\qquad)$

["

","

","

","

"]
[["B"]]

根据左手定则判断洛伦兹力的方向；

$\rm A$．该图中洛伦兹力方向应该垂直纸面向外，选项$\rm A$错误；

$\rm B$．该图中洛伦兹力方向向上，选项$\rm B$正确；

$\rm C$．该图中洛伦兹力应该方向向下，选项$\rm C$错误；

$\rm D$．该图中粒子不受洛伦兹力，选项$\rm D$错误。

故选：$\rm B$。

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如图所示，在、范围内有垂直于平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为  ，坐标原点处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为、电荷量为的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在平面内，与轴正方向的夹角分布在范围内。已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于到之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的： 如图甲所示是电视显像管原理示意图，电子枪发射出的电子束经过偏转线圈产生的磁场发生偏转，打在荧光屏上。当没有磁场时，电子束打在荧光屏正中的点，不计电子的重力。偏转线圈产生磁场的图像如图乙所示，设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，则电子打在荧光屏上的位置 如图所示是质谱仪的结构简化图。在速度选择器上方存在有界磁场区域，该区域上边界为直线，下边界由直线、半圆、直线组成，、、、共线，与上边界平行且相距为，、之间放置足够长的照相底片，包含边界在内该区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。粒子源发射出质量为、电荷量为的粒子恰能沿直线通过速度选择器，并从距离点的小空隙竖直向上射入磁场区域，并全部打在照相底片上。已知速度选择器中磁感应强度大小为，电场强度大小为，不计粒子重力，求∶ 空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面（图中平面）向里，电场方向沿轴正方向向上。某一重力不计、带正电的粒子自坐标原点沿轴正方向以初速度射出。在下列四幅图中，能正确描述该粒子运动轨迹的是 如图所示的三维空间中，平面左侧区域记为Ⅰ，区域Ⅰ内存在沿轴负方向的匀强电场；平面与垂直于轴足够大的荧光屏之间的区域记为Ⅱ，区域Ⅱ内存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，荧光屏与轴交点位置的坐标不确定。一质量为、电荷量为的粒子从坐标处进入区域Ⅰ，粒子初速度大小为，方向沿着轴正方向，经过平面时的坐标为，再经过磁场偏转后击中荧光屏，不计粒子的重力。 有人设计了一粒种子收集装置。如图所示，比荷为的带正电的粒子，由固定于点的发射枪，以不同的速率射出后，沿射线方向运动，能收集各方向粒子的收集器固定在上方的点，在上，且垂直于。若打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，速率为的粒子运动到点时，打开磁场开关，该粒子全被收集，不计粒子重力，忽略磁场突变的影响。
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