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

如图所示,水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带电粒子(重力不计)从$M$点沿水平方向射入到两板之间,恰好沿直线从$N$点射出。电场强度为$E$,磁感应强度为$B$。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

粒子一定带正电

","

粒子射入的速度大小$v=\\dfrac{B}{E}$

","

若只改变粒子射入速度的大小,其运动轨迹为曲线

","

若粒子从$N$点沿水平方向射入,其运动轨迹为直线

"]
[["C"]]

$\rm A$.粒子从$M$点沿水平方向射入,根据左手定则,不管粒子带正电还是负电,粒子受到的电场力方向和洛伦兹力方向均相反,故无法判断粒子的电性,故$\rm A$错误;

$\rm B$.粒子恰好沿直线从$N$点射出,粒子受到的电场力大小等于受到的洛伦兹力大小,则有$qvB=Eq$

解得粒子射入的速度大小为$v=\dfrac{E}{B}$,故$\rm B$错误;

$\rm C$.若只改变粒子射入速度的大小,粒子受到的电场力大小不再等于受到的洛伦兹力大小,粒子做曲线运动,其运动轨迹为曲线,故$\rm C$正确;

$\rm D$.若粒子从$N$点沿水平方向射入,不管粒子带正电还是负电,根据左手定则,则粒子受到的电场力方向和洛伦兹力方向相同,粒子做曲线运动,其运动轨迹为曲线,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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如图所示,一质量为M的足够长“匚”型金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。质量为m、电阻不计的导体棒PQ平行bc放置在导轨上,PQ左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨单位长度的电阻为R,bc长为L,初始时bc与PQ间距离也为L。分界线ef与bc平行,其左侧有竖直向上的匀强磁场,右侧有水平向左的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨bc段中点,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a,PQ与导轨间动摩擦因数为μ,且始终接触良好,则 如图所示,一质量为M的足够长“匚”型金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。质量为m、电阻不计的导体棒PQ平行bc放置在导轨上,PQ左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨单位长度的电阻为R,bc长为L,初始时bc与PQ间距离也为L。分界线ef与bc平行,其左侧有竖直向上的匀强磁场,右侧有水平向左的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨bc段中点,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a,PQ与导轨间动摩擦因数为μ,且始终接触良好,则 如图所示,地面附近空间中存在着纸面内沿水平方向的匀强电场(图中未画出)和垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线运动。以下说法正确的是 如图所示,一质量为、电荷量为的带正电粒子,以某一速度射入电场强度大小为、方向竖直向上的匀强电场与磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场叠加的区域。粒子还受到阻力作用(为已知常数,为粒子的瞬时速度)。已知粒子在该区域恰做直线运动。不计粒子重力,则该粒子 质谱仪是科学研究中的重要仪器,其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器,加速电压为;Ⅱ为速度选择器,匀强电场的电场强度大小为,方向沿纸面向下,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里;Ⅲ为偏转分离器,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里。从点释放初速度为零的带电粒子(不计重力),加速后进入速度选择器做直线运动、再由点进入分离器做圆周运动,最后打到照相底片的点处,运动轨迹如图中虚线所示。 如图所示为由运算芯片和长方体霍尔元件组成的测量磁场的传感器,输出的交变电流经二极管整流后成为恒定电流从霍尔元件的端流入,从端流出。磁感应强度为的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面水平向左,用电压表测得端电压为。已知霍尔元件的载流子为自由电子,单位体积的自由电子数为,电子的电荷量为,霍尔元件沿方向的长度为,下列说法正确的是
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