还剩38页未读，
继续阅读
高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力课文内容课件ppt
展开
这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力课文内容课件ppt，共46页。PPT课件主要包含了运动电荷，左手定则，正电荷，洛伦兹力，qvB，qvBsinθ，偏转线圈，电子束磁偏转，答案D，答案C等内容，欢迎下载使用。
2 磁场对运动电荷的作用力
知识点一 洛伦兹力的方向
1. 在磁场中受到的力称为洛伦兹力.通电导线在磁场中受到的安培力,实际是洛伦兹力的 表现.
2.在磁场中,一垂直于磁场方向的通电导线中的自由电荷做定向移动时会受到洛伦兹力的作用,大量运动电荷所受洛伦兹力的合力即导线受到的安培力,所以洛伦兹力的判断和安培力的判断方法
相同,即均用 判断.如图所示,伸开左手,使拇指与其余四个手指 ,并且都与手掌在同一个 内;让磁感线从掌心 进入,并使四指指向 运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受 的方向.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向 .
知识点二 洛伦兹力的大小
1.电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度B的方向垂直,那么粒子受到的洛伦兹力大小为F= .2.当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时,电荷所受的洛伦兹力大小为F= .
3.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入通电螺线管,忽略电子的重力,电子在管内受洛伦兹力吗?它如何运动?
答案:通电螺线管内部磁感线的方向与螺线管的轴线平行,所以电子沿轴线进入通电螺线管不受洛伦兹力作用,电子在管内做匀速直线运动.
知识点三 电子束的磁偏转
1.构造:显像管的原理示意图如图所示,主要由电子枪、 和荧光屏组成.
2.原理:显像管电视机中应用了 的原理.显像管中,在偏转区的 方向和 方向都有偏转磁场,其方向、强弱都在不断 ,因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动,这在显示技术中叫作 .
1.运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力,静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力.( )2.判断电荷所受洛伦兹力的方向时可以不考虑电荷的电性.( )3.运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用.( )4.运动电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向平行.( )5.电荷运动速度越大,它受到的洛伦兹力一定越大.( )6.显像管中的电子枪工作时发射的高速电子撞击荧光屏,就能发光.( )
探究一 洛伦兹力的方向
抽成真空的玻璃管左右两个电极分别连接到高压电源两极时,阴极会发射电子.电子在电场的加速下飞向阳极.
1.没有磁场时,电子的运动轨迹是怎样的?电子做什么运动?
答案:电子的运动轨迹是一条直线,电子做匀加速直线运动.
2.如果在电子束的路径上施加磁场,那么电子的运动轨迹会发生什么变化?改变磁场方向,又有什么变化?此现象说明什么?
答案:如果在电子束的路径上施加磁场,那么电子束的径迹会发生弯曲.改变磁场方向,电子束的弯曲方向会改变.说明洛伦兹力的方向与磁场方向有关.
3.磁场不变,改变电子的运动方向,电子束的运动轨迹是否发生变化?此现象说明什么?
答案:改变电子的运动方向,电子束的运动轨迹发生变化.此现象说明洛伦兹力的方向与电子运动方向有关.
4.结合安培力和洛伦兹力的关系,分析洛伦兹力的方向还可能与什么有关.并尝试总结洛伦兹力的方向由哪些因素决定.
答案:安培力的方向与磁场的方向和电流的方向有关,电流的方向又与正电荷定向运动的方向相同,与负电荷定向运动的方向相反,所以洛伦兹力的方向还与电荷的电性有关.运动电荷受到的洛伦兹力的方向由电荷的电性、电荷运动的方向、磁感应强度方向共同决定.
1.F、B、v三者方向间的关系.(1)电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向,F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v所决定的平面.(2)电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,二者的关系是不确定的.2.在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时,对于正电荷,四指指向正电荷的运动方向;但对于负电荷,四指应指向负电荷运动的反方向.3.洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化.但无论怎么变化,洛伦兹力都与运动方向垂直,故洛伦兹力永不做功,它只改变电荷的运动方向,不改变电荷的速度大小.
【典例1】试判断图中的带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力的方向,其中垂直于纸面指向纸内的是( )
解析:根据左手定则可以判断,选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下.选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上.选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外.选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸内.
探究二 洛伦兹力的大小
如图所示,导线静止在磁感应强度为B的匀强磁场中,设导线中定向运动的带电粒子的速度都是v,单位体积内的带电粒子数为n,粒子的电荷量为q.
1.如果导线的横截面积为S,在时间t内通过导线横截面的电荷量Q是多少?导线内的电流I等于多少?
2.如何表示这段导线所受的安培力F的大小?
答案:这段导线的长度l=vt,这段导线所受的安培力的大小为F安=IlB=nSqv2tB.
3.如何表示这段导线内含有的带电粒子的数量?如何表示每个带电粒子所受的洛伦兹力的大小?
4.若带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角为θ,则如何表示每个带电粒子所受的洛伦兹力的大小?
1.洛伦兹力的大小.带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小与速度、电荷量、磁场强弱以及速度方向与磁场方向的夹角有关.(1)若运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直,则洛伦兹力的大小为F=qvB.(2)若运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向成θ角时,则洛伦兹力大小为F=qvBsin θ.(3)若运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行,则洛伦兹力的大小为F=0.
2.洛伦兹力与静电力的比较.
【典例2】(2022·广东肇庆)两个带电粒子以相同的速度垂直于磁感线方向进入同一匀强磁场,已知两粒子质量之比为1∶4,电荷量之比为1∶2,则两粒子受洛伦兹力之比为 ( )A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4
解析:由F=qvB可得洛伦兹力跟粒子的质量无关,当两带电粒子以相同的速度垂直射入磁场时,它们受到的洛伦兹力之比等于电荷量之比,故选项C正确.
探究三 电子束的磁偏转
下图为显像管原理示意图(俯视图).
1.没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点.要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?
答案:要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,电子束要受到向上的洛伦兹力,根据左手定则,偏转磁场的方向垂直于纸面向外.
2.要使电子束打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?
3.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动,偏转磁场应该怎样变化?
答案:电子束要受到向下的洛伦兹力,根据左手定则,偏转磁场的方向垂直于纸面向里.
答案:要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动,偏转磁场的方向先垂直于纸面向里,过O点后垂直于纸面向外.偏转磁场的磁感应强度先变小,过O点后再变大.
4.若使电子束在荧光屏上按如图所示的方式扫描,则应该怎样加磁场?
答案:在偏转区的水平方向和竖直方向都加偏转磁场,其方向、强弱都不断变化.竖直方向的偏转磁场使电子束的光点水平移动,水平方向的偏转磁场使电子束的光点竖直移动.
带电粒子的磁偏转的应用.(1)速度选择器.①构造:如图所示,D1和D2是两个平行金属板,分别连在电源的两极上,其间有一电场强度为E的电场,同时在此空间加有垂直于电场方向的匀强磁场,磁感应强度为B.S1、S2为两个小孔,且S1与S2连线方向与金属板平行.
(2)磁流体发电机.①构造:如图所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,从整体上来说呈电中性)喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,A、B两板间距为d,板间是磁感应强度为B的匀强磁场,A、B与电阻为R的用电器连接.
②原理:运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用发生偏转,正、负粒子分别到达B、A极板,使A、B板间产生匀强电场,在静电力的作用下粒子偏转逐渐减弱,当等离子体不发生偏转,即以速度v匀速穿过时,有qvB=qE,所以此时两极板间电势差U=Ed=Bdv(与外电路断开),即这个发电机的电动势的大小是Bdv.
【典例4】下图为一速度选择器的原理示意图.K为电子枪,由枪中沿KA方向射出的电子,速率大小不一.当电子通过方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T.(1)磁场的指向应该垂直于纸面向里还是向外?(2)速率为多大的电子才能通过小孔S?
解析:(1)由题图可知,平行板间的电场强度E的方向向下,电子受到的静电力F电=eE,方向向上.若没有磁场,则电子将向上偏转,为了使电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子的洛伦兹力必须是向下的.根据左手定则分析得出,磁场的方向应该垂直于纸面向里.(2)电子受到的洛伦兹力F洛=evB,它的大小与电子的速度v有关.只有那些速度的大小刚好使得洛伦兹力与静电力平衡的电子,才可沿直线通过小孔S.
答案:(1)磁场方向垂直于纸面向里 (2)105 m/s
1.关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是 ( )A.F、B、v三者必须两两垂直B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F、v,但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B
解析:由左手定则可知F⊥B,F⊥v,B与v可以不垂直,故选项B正确.
2.(2022·广东广州)太阳风(含有大量高能质子与电子)射向地球时,地磁场改变了这些带电粒子的运动方向,从而使大量粒子不能到达地面.另一小部分粒子可能会在两极汇聚从而形成炫丽的极光.赤道正上方P处的磁感应强度为B=3.5×10-5 T,方向由南指向北,假设太阳风中的一质子以v=2×105 m/s的速度竖直向下运动穿过P处的地磁场,如图所示.已知质子的电荷量为q=1.6×10-19 C,则此时该质子受到的洛伦兹力( )A.方向向北B.方向向南C.方向向东D.大小为11.2 N
解析:根据左手定则并结合题图,可判断此时该质子受到的洛伦兹力方向向东,故选项C正确.
3.如图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为v0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将( )A.向右偏转,速率不变B.向左偏转,速率改变C.向左偏转,速率不变D.向右偏转,速率改变
解析:由安培定则可知导线右侧磁场方向垂直于纸面向里,然后根据左手定则可知运动电子所受洛伦兹力方向向右,因此电子将向右偏转,洛伦兹力不做功,故其速率不变,故选项A正确.
4.每时每刻都有大量带电的宇宙射线(粒子流)向地球射来,地磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义.假设有一束带正电的宇宙射线垂直于地面向赤道射来(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地磁场的作用下,它的偏转方向是( )A.向东 B.向南 C.向西 D.向北
解析:地球的磁场大致由南向北,当带正电的宇宙射线垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断射线中粒子的受力方向为向东,所以射线将向东偏转,故选项A正确.
5.电子的速率v=3.0×106 m/s,沿着与磁场垂直的方向射入B=0.1 T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?
解析:洛伦兹力F=qvB=1.6×10-19×3×106×0.1 N=4.8×10-14 N.
答案:4.8×10-14 N
情境 质量为0.1 g的小物块的电荷量为5×10-4 C,放在倾角为30°且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,g取10 m/s2.
问题 (1)物块带何种电荷?(2)物块刚离开斜面时的速度多大?(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动?斜面至少多长?
2 磁场对运动电荷的作用力
知识点一 洛伦兹力的方向
1. 在磁场中受到的力称为洛伦兹力.通电导线在磁场中受到的安培力,实际是洛伦兹力的 表现.
2.在磁场中,一垂直于磁场方向的通电导线中的自由电荷做定向移动时会受到洛伦兹力的作用,大量运动电荷所受洛伦兹力的合力即导线受到的安培力,所以洛伦兹力的判断和安培力的判断方法
相同,即均用 判断.如图所示,伸开左手,使拇指与其余四个手指 ,并且都与手掌在同一个 内;让磁感线从掌心 进入,并使四指指向 运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受 的方向.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向 .
知识点二 洛伦兹力的大小
1.电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度B的方向垂直,那么粒子受到的洛伦兹力大小为F= .2.当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时,电荷所受的洛伦兹力大小为F= .
3.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入通电螺线管,忽略电子的重力,电子在管内受洛伦兹力吗?它如何运动?
答案:通电螺线管内部磁感线的方向与螺线管的轴线平行,所以电子沿轴线进入通电螺线管不受洛伦兹力作用,电子在管内做匀速直线运动.
知识点三 电子束的磁偏转
1.构造:显像管的原理示意图如图所示,主要由电子枪、 和荧光屏组成.
2.原理:显像管电视机中应用了 的原理.显像管中,在偏转区的 方向和 方向都有偏转磁场,其方向、强弱都在不断 ,因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动,这在显示技术中叫作 .
1.运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力,静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力.( )2.判断电荷所受洛伦兹力的方向时可以不考虑电荷的电性.( )3.运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用.( )4.运动电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向平行.( )5.电荷运动速度越大,它受到的洛伦兹力一定越大.( )6.显像管中的电子枪工作时发射的高速电子撞击荧光屏,就能发光.( )
探究一 洛伦兹力的方向
抽成真空的玻璃管左右两个电极分别连接到高压电源两极时,阴极会发射电子.电子在电场的加速下飞向阳极.
1.没有磁场时,电子的运动轨迹是怎样的?电子做什么运动?
答案:电子的运动轨迹是一条直线,电子做匀加速直线运动.
2.如果在电子束的路径上施加磁场,那么电子的运动轨迹会发生什么变化?改变磁场方向,又有什么变化?此现象说明什么?
答案:如果在电子束的路径上施加磁场,那么电子束的径迹会发生弯曲.改变磁场方向,电子束的弯曲方向会改变.说明洛伦兹力的方向与磁场方向有关.
3.磁场不变,改变电子的运动方向,电子束的运动轨迹是否发生变化?此现象说明什么?
答案:改变电子的运动方向,电子束的运动轨迹发生变化.此现象说明洛伦兹力的方向与电子运动方向有关.
4.结合安培力和洛伦兹力的关系,分析洛伦兹力的方向还可能与什么有关.并尝试总结洛伦兹力的方向由哪些因素决定.
答案:安培力的方向与磁场的方向和电流的方向有关,电流的方向又与正电荷定向运动的方向相同,与负电荷定向运动的方向相反,所以洛伦兹力的方向还与电荷的电性有关.运动电荷受到的洛伦兹力的方向由电荷的电性、电荷运动的方向、磁感应强度方向共同决定.
1.F、B、v三者方向间的关系.(1)电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向,F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v所决定的平面.(2)电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,二者的关系是不确定的.2.在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时,对于正电荷,四指指向正电荷的运动方向;但对于负电荷,四指应指向负电荷运动的反方向.3.洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化.但无论怎么变化,洛伦兹力都与运动方向垂直,故洛伦兹力永不做功,它只改变电荷的运动方向,不改变电荷的速度大小.
【典例1】试判断图中的带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力的方向,其中垂直于纸面指向纸内的是( )
解析:根据左手定则可以判断,选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下.选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上.选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外.选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸内.
探究二 洛伦兹力的大小
如图所示,导线静止在磁感应强度为B的匀强磁场中,设导线中定向运动的带电粒子的速度都是v,单位体积内的带电粒子数为n,粒子的电荷量为q.
1.如果导线的横截面积为S,在时间t内通过导线横截面的电荷量Q是多少?导线内的电流I等于多少?
2.如何表示这段导线所受的安培力F的大小?
答案:这段导线的长度l=vt,这段导线所受的安培力的大小为F安=IlB=nSqv2tB.
3.如何表示这段导线内含有的带电粒子的数量?如何表示每个带电粒子所受的洛伦兹力的大小?
4.若带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角为θ,则如何表示每个带电粒子所受的洛伦兹力的大小?
1.洛伦兹力的大小.带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小与速度、电荷量、磁场强弱以及速度方向与磁场方向的夹角有关.(1)若运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直,则洛伦兹力的大小为F=qvB.(2)若运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向成θ角时,则洛伦兹力大小为F=qvBsin θ.(3)若运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行,则洛伦兹力的大小为F=0.
2.洛伦兹力与静电力的比较.
【典例2】(2022·广东肇庆)两个带电粒子以相同的速度垂直于磁感线方向进入同一匀强磁场,已知两粒子质量之比为1∶4,电荷量之比为1∶2,则两粒子受洛伦兹力之比为 ( )A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4
解析:由F=qvB可得洛伦兹力跟粒子的质量无关,当两带电粒子以相同的速度垂直射入磁场时,它们受到的洛伦兹力之比等于电荷量之比,故选项C正确.
探究三 电子束的磁偏转
下图为显像管原理示意图(俯视图).
1.没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点.要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?
答案:要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,电子束要受到向上的洛伦兹力,根据左手定则,偏转磁场的方向垂直于纸面向外.
2.要使电子束打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?
3.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动,偏转磁场应该怎样变化?
答案:电子束要受到向下的洛伦兹力,根据左手定则,偏转磁场的方向垂直于纸面向里.
答案:要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动,偏转磁场的方向先垂直于纸面向里,过O点后垂直于纸面向外.偏转磁场的磁感应强度先变小,过O点后再变大.
4.若使电子束在荧光屏上按如图所示的方式扫描,则应该怎样加磁场?
答案:在偏转区的水平方向和竖直方向都加偏转磁场,其方向、强弱都不断变化.竖直方向的偏转磁场使电子束的光点水平移动,水平方向的偏转磁场使电子束的光点竖直移动.
带电粒子的磁偏转的应用.(1)速度选择器.①构造:如图所示,D1和D2是两个平行金属板,分别连在电源的两极上,其间有一电场强度为E的电场,同时在此空间加有垂直于电场方向的匀强磁场,磁感应强度为B.S1、S2为两个小孔,且S1与S2连线方向与金属板平行.
(2)磁流体发电机.①构造:如图所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,从整体上来说呈电中性)喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,A、B两板间距为d,板间是磁感应强度为B的匀强磁场,A、B与电阻为R的用电器连接.
②原理:运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用发生偏转,正、负粒子分别到达B、A极板,使A、B板间产生匀强电场,在静电力的作用下粒子偏转逐渐减弱,当等离子体不发生偏转,即以速度v匀速穿过时,有qvB=qE,所以此时两极板间电势差U=Ed=Bdv(与外电路断开),即这个发电机的电动势的大小是Bdv.
【典例4】下图为一速度选择器的原理示意图.K为电子枪,由枪中沿KA方向射出的电子,速率大小不一.当电子通过方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V,间距为5 cm,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T.(1)磁场的指向应该垂直于纸面向里还是向外?(2)速率为多大的电子才能通过小孔S?
解析:(1)由题图可知,平行板间的电场强度E的方向向下,电子受到的静电力F电=eE,方向向上.若没有磁场,则电子将向上偏转,为了使电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子的洛伦兹力必须是向下的.根据左手定则分析得出,磁场的方向应该垂直于纸面向里.(2)电子受到的洛伦兹力F洛=evB,它的大小与电子的速度v有关.只有那些速度的大小刚好使得洛伦兹力与静电力平衡的电子,才可沿直线通过小孔S.
答案:(1)磁场方向垂直于纸面向里 (2)105 m/s
1.关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系,下列说法正确的是 ( )A.F、B、v三者必须两两垂直B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F、v,但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B
解析:由左手定则可知F⊥B,F⊥v,B与v可以不垂直,故选项B正确.
2.(2022·广东广州)太阳风(含有大量高能质子与电子)射向地球时,地磁场改变了这些带电粒子的运动方向,从而使大量粒子不能到达地面.另一小部分粒子可能会在两极汇聚从而形成炫丽的极光.赤道正上方P处的磁感应强度为B=3.5×10-5 T,方向由南指向北,假设太阳风中的一质子以v=2×105 m/s的速度竖直向下运动穿过P处的地磁场,如图所示.已知质子的电荷量为q=1.6×10-19 C,则此时该质子受到的洛伦兹力( )A.方向向北B.方向向南C.方向向东D.大小为11.2 N
解析:根据左手定则并结合题图,可判断此时该质子受到的洛伦兹力方向向东,故选项C正确.
3.如图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为v0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将( )A.向右偏转,速率不变B.向左偏转,速率改变C.向左偏转,速率不变D.向右偏转,速率改变
解析:由安培定则可知导线右侧磁场方向垂直于纸面向里,然后根据左手定则可知运动电子所受洛伦兹力方向向右,因此电子将向右偏转,洛伦兹力不做功,故其速率不变,故选项A正确.
4.每时每刻都有大量带电的宇宙射线(粒子流)向地球射来,地磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义.假设有一束带正电的宇宙射线垂直于地面向赤道射来(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地磁场的作用下,它的偏转方向是( )A.向东 B.向南 C.向西 D.向北
解析:地球的磁场大致由南向北,当带正电的宇宙射线垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断射线中粒子的受力方向为向东,所以射线将向东偏转,故选项A正确.
5.电子的速率v=3.0×106 m/s,沿着与磁场垂直的方向射入B=0.1 T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?
解析:洛伦兹力F=qvB=1.6×10-19×3×106×0.1 N=4.8×10-14 N.
答案:4.8×10-14 N
情境 质量为0.1 g的小物块的电荷量为5×10-4 C,放在倾角为30°且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,g取10 m/s2.
问题 (1)物块带何种电荷?(2)物块刚离开斜面时的速度多大?(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动?斜面至少多长?
相关课件
人教版 (2019)选择性必修 第二册第一章 安培力与洛伦兹力2 磁场对运动电荷的作用力课文内容ppt课件： 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册<a href="/wl/tb_c163232_t3/?tag_id=26" target="_blank">第一章 安培力与洛伦兹力2 磁场对运动电荷的作用力课文内容ppt课件</a>，共51页。PPT课件主要包含了课前·基础认知，课堂·重难突破，素养·目标定位，随堂训练，知识概览，一洛伦兹力的方向，答案D，答案C，二洛伦兹力的大小，答案006N等内容，欢迎下载使用。
高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力课前预习ppt课件： 这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力课前预习ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了目录索引等内容，欢迎下载使用。
高中物理2 磁场对运动电荷的作用力课文配套课件ppt： 这是一份高中物理2 磁场对运动电荷的作用力课文配套课件ppt，共44页。PPT课件主要包含了目录索引等内容，欢迎下载使用。
