高二物理研究洛倫茲力-全文預(yù)覽
【正文】 ． ( 3 ) 大小關(guān)系： F ＝ Nf ，式中的 N 是導(dǎo)體中定向運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)． 相同 【思考】 洛侖茲力與安培力有什么聯(lián)系和區(qū)別？ 答案： ① 洛侖茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)． ② 盡管安培力是自由電荷定向移動(dòng)受到的洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能認(rèn)為安培力就是簡(jiǎn)單的等于所有定向移動(dòng)電荷所受洛侖茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為． ③ 洛侖茲力恒不做功，但安培力卻可以做功． 基礎(chǔ)自測(cè) 1 ．試判斷下圖中帶電粒子所受洛倫茲力的方向向上的是 ( ) 解析： A 圖中帶電粒子受力方向向 上； B 圖中帶電粒子受力方向向外； C 圖中帶電粒子受力方向向左； D 圖中帶電粒子受力 方向向里． 答案： A 2 ．如圖 3 5 2 所示，在陰極射線管的正下方平行放置一根通有足夠強(qiáng)直線電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，且導(dǎo)線中電流方向水平向右，則陰極射線將會(huì) ( ) 圖 3 5 2 A ．向上偏轉(zhuǎn) B ．向下偏轉(zhuǎn) C ．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) D ．向紙外偏轉(zhuǎn) 解析： 本題考查的是洛倫茲力方向的判斷，首先根據(jù)右手定則判斷導(dǎo)線上方磁場(chǎng)的方向，然后再根據(jù)左手定則判斷電子的受力方向．根據(jù)以上判斷知：導(dǎo)線上方磁場(chǎng)應(yīng)垂 直紙面向外，電子受的洛倫茲力向上，所以應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)． 答案： A 3 ．初速度為 v 0 的電子，沿平行于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初速度如圖 3 5 3 所示 ( ) A ．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變 B ．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變 C ．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變 D ．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變 圖 353 解析： 本題考查洛倫茲力及是否對(duì)帶電粒子做功，只有明確了電子所處的磁場(chǎng)方向即可根據(jù)左手定則判斷出偏轉(zhuǎn)方向．根據(jù)以上分析，導(dǎo)線右方由右手定則知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；由左手定則可知，洛倫茲力向右，所以電子向 右偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力只改變速度方向，不改變速度大?。? 答案： A 4 ．如圖 3 5 4 所示，是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ＝ 0 .5 T ，極板間距 d ＝ 2 0 cm ，如果 要求該發(fā)電機(jī)的輸出電壓為 U ＝ 2 0 V ，則離子的速率為多少？ 圖 3 5 4 解析： 等離子體以一定速度進(jìn)入磁場(chǎng)后，在洛倫茲力作用下正離子向上極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向下極板偏轉(zhuǎn)，上下極板因聚集了異種電荷從而使兩板之間產(chǎn)生電壓，當(dāng)離子在兩極間勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓達(dá)到穩(wěn)定．此時(shí)有 qUd＝ q v B ，得 v ＝UBd，代入數(shù)據(jù)得
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