第5章學(xué)案4-資料下載頁(yè)
2024-11-20 01:43本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】[目標(biāo)定位]，觀察陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，，，并會(huì)推導(dǎo)其運(yùn)動(dòng)半徑公式和周期公式.如圖1所示，用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，、電子運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系滿足怎樣的規(guī)律？，即洛倫茲力的方向總是垂直于v和B所決定的平面.如圖2所示，將直導(dǎo)線垂直放入磁場(chǎng)中，直導(dǎo)線中自由電荷的電荷量為q，定向移動(dòng)的速度為v，單位體積的自由電荷數(shù)為n，導(dǎo)線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面積為S，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.如果把安培力看成是每個(gè)自由電荷所受洛倫茲力的合力，則每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力是多少？如果保持電子的速度不變，增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，圓半徑如何變化？
【正文】 損失一半，( )圖5 B. D.答案 D解析 設(shè)帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)初速度為v1，從Q點(diǎn)穿過(guò)鋁板后速度為v2，則Ek1＝mv；Ek2＝mv，由題意可知Ek1＝2Ek2，即mv＝mv，則＝.由洛倫茲力提供向心力，即qvB＝，得R＝，由題意可知＝，所以＝＝，故選項(xiàng)D正確.題組四 帶電物體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖6所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則下述說(shuō)法正確的是( )圖6，電荷量為，比荷＝，電荷量為，只要滿足q＝答案 A解析 油滴水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，其所受洛倫茲力必向上，且與重力平衡，故帶正電，其電荷量q＝，A正確.，在豎直平面內(nèi)放一個(gè)光滑絕緣的半圓形軌道，則下列說(shuō)法中正確的是( )圖7答案 D解析 由于洛倫茲力不做功，故與磁場(chǎng)不存在時(shí)相比，滑塊經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由a＝，與磁場(chǎng)不存在時(shí)相比，滑塊經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的加速度不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由左手定則，滑塊經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)受的洛倫茲力向下，而滑塊所需的向心力不變，故滑塊經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力比磁場(chǎng)不存在時(shí)大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于洛倫茲力始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，在任意一點(diǎn)，滑塊經(jīng)過(guò)時(shí)的速度均與不加磁場(chǎng)時(shí)相同，選項(xiàng)D正確.，一帶負(fù)電的滑塊從絕緣粗糙斜面的頂端滑至底端時(shí)的速率為v，若加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時(shí)的速率為( )圖8 ，無(wú)法判斷答案 B解析 加上磁場(chǎng)后，滑塊受到垂直斜面向下的洛倫茲力作用，使滑塊所受摩擦力變大，滑塊克服摩擦力所做的功增大，而洛倫茲力不做功，重力做功恒定，由能量守恒可知，滑塊滑至底端時(shí)的速率變小.，質(zhì)量為m＝1 kg、電荷量為q＝510－2 C的帶正電的小滑塊，從半徑為R＝ ＝100 V/m，方向水平向右，B＝1 T，方向垂直紙面向里，g＝10 m/s2.圖9求：(1)滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度；(2)在C點(diǎn)時(shí)滑塊所受洛倫茲力.答案 (1)2 m/s，方向水平向左 (2) N，方向豎直向下解析 以滑塊為研究對(duì)象，自軌道上A點(diǎn)滑到C點(diǎn)的過(guò)程中，受重力mg，方向豎直向下；靜電力qE，方向水平向右；洛倫茲力f＝qvB，方向始終垂直于速度方向.(1)滑塊從A到C過(guò)程中洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得mgR－qER＝mv得vC＝ ＝2 m/.(2)根據(jù)洛倫茲力公式得：f＝qvCB＝510－221 N＝ N，方向豎直向下.
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