20xx教科版高中物理選修3-135洛倫茲力的方向同步精練-資料下載頁
2024-11-28 18:20本頁面
【導(dǎo)讀】1．帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用．下列圖中粒子所受洛。倫茲力的方向正確的是(). 如圖3－5－5所示，帶負(fù)電荷的擺球在一勻強(qiáng)磁場中擺動(dòng)．勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向。里．?dāng)[球在A、B間擺動(dòng)過程中，由A擺到最低點(diǎn)C時(shí)，擺線拉力大小為F1，擺球加速度。C．F1＞F2，a1＞a2D．F1＜F2，a1＜a2. 解析由于洛倫茲力不做功，所以從B和A到達(dá)C點(diǎn)的速度大小相等．由a＝v. a1＝A運(yùn)動(dòng)到C時(shí)，以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖甲所示，F(xiàn)1＋F洛－mg＝ma1.B．M的速率小于N的速率。C．洛倫茲力對(duì)M、N做正功。解析由粒子偏轉(zhuǎn)方向可判斷所受洛倫茲力的方向，結(jié)合左手定則可推知M帶負(fù)電，N. 帶正電；由R＝mvqB可知，因M和N質(zhì)量和電荷量都相等，則M的速率大于N的速率；洛。場，兩粒子運(yùn)行時(shí)間均為半個(gè)周期，為t＝πmqB.b一起無相對(duì)滑動(dòng)地向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)階段(). 運(yùn)動(dòng)，因此速度逐漸增大，洛倫茲力增大，則地面給b的滑動(dòng)摩擦力增大，因此整體加速度
【正文】 粗糙直棒上的帶正電小球 ， 其質(zhì)量為 m， 帶電荷量為 q， 小球可在棒上滑動(dòng) ， 現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且相互垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中 ， 設(shè)小球的電荷量不變 ， 小球由靜止下滑的過程中 ( ) A． 小球加速度一直增加 B． 小球速度一直增加 ， 直到最后勻速 C． 棒對(duì)小球的彈力一直減小 D． 小球所受洛倫茲力一直增大 ， 直到最后不變 答案 BD 解 析 小球由靜止開始下滑 ， 受到向左的洛倫茲力不斷增加 ． 在開始階段 ， 洛倫茲力小 于向右的靜電力 ， 棒對(duì)小球有向左的彈力 ， 隨著洛倫茲力的增加 ， 棒對(duì)小球的彈力減小 ， 小球受到的摩擦力減小 ， 所以在豎直方向的重力和摩擦力作用下加速運(yùn)動(dòng)的加速度增加 ． 當(dāng)洛倫茲力等于靜電力時(shí) ， 棒對(duì)小球沒有彈力 ， 摩擦力隨之消失 ， 小球受到的合力最大 ，加速度最大 ． 隨著速度繼續(xù)增加 ， 洛倫茲力大于靜電力 ， 棒對(duì)小球又產(chǎn)生向右的彈力 ， 隨著速度增加 ，洛倫茲力增加 ， 棒對(duì)小球的彈力增加 ， 小球受到的摩 擦力增加 ， 于是小球在豎直方向受到的合力減小 ， 加速度減小 ， 小球做加 速度減小的加速運(yùn)動(dòng) ， 當(dāng)加速度減小為零時(shí) ， 小球的速度不再增加 ， 以此時(shí)的速度做勻速運(yùn)動(dòng) ． 綜上所述 ， 選項(xiàng) B、 D 正確 ． 13. 圖 3－ 5－ 16 如圖 3－ 5－ 16所示 ， 質(zhì)量為 m＝ 1 kg、電荷量為 q＝ 5 10－ 2 C的帶正電的小滑塊 ， 從半徑為 R＝ m 的光滑絕緣 14圓弧軌道 上由 靜止自 A端滑下 ． 整個(gè)裝置處在方向互相垂直的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場中 ． 已知 E＝ 100 V/m， 方向水平向右； B＝ 1 T， 方向垂直紙面向里 ． 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 ． (g＝ 10 m/s2) 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 洛 ＝ qvB， 方向始終垂直于速度方向 ． (1)滑塊從 A到 C過程中洛倫茲力不做功 ， 由動(dòng)能定理得 mgR－ qER＝ 12mv2C 得 vC＝ 2（ mg－ qE） Rm ＝ 2 m/ ． (2)根據(jù)洛倫茲力公式得： F＝ qvCB＝ 5 10－ 2 2 1 N＝ N， 方向豎直向下 ．
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