磁场对运动电荷的作用例题习题

1、典型例题例1如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ ）A使B的数值增大B使磁场以速率 向上移动C使磁场以速率 向右移动D使磁场以速率 向左移动解析：为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好平衡重力，磁场不动而只增大B，静止电荷在磁场里不受洛伦兹力，A不可能；磁场向上移动相当于电荷向下运动，受洛伦兹力向右，也不可能平衡重力，故B、C也不对；磁场以V向左移动，等同于电荷以速率V向右运动，此时洛伦兹力向上当 时，带电体对绝缘水平面无压力，则 ，选项D正确例2一初速为零的带电粒子，经过电压为U的

2、电场加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，已知带电粒子的质量是 ，电量是 ，则带电粒子所受的洛伦兹力为_，轨道半径为_解： ； 一初速为零的带电粒子，经过电压为U的电场加速后速度为 ， 以速度 垂直进入匀强磁场，洛伦兹力为 ： 洛伦兹力提供向心力： ， 例3如图所示，一端无限延伸长矩形区域 内存在着磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场从短边 的中点 射入速率为 、方向与 夹角 的正粒子，粒子质量为 ，（重力不计）带电量为 ，已知 .（1）试就 的不同讨论该粒子在 、 、 边上射出的范围（2）粒子在磁场中运动的最长时间为多少？此时粒子的速度 应满足什么条件？粒子在何处出射？解：粒子

3、在矩形区域内运动的边界状态如图：由几何关系： 粒子做匀速圆周运动 对 有： 对 有： 讨论：（1）当 时粒子在 边上射出磁场，射出范围为EF段： （2）当 时，粒子在 边上的GH段射出，射出段GH的范围： （3）当 时，粒子在 边上的OM段上射出射出段OM的范围： 当粒子从M点射出时，旋转角度最大为 ，在磁场中运动时间最长： 习题精选一、选择题1、如图中表示磁场B，正电荷运动方向 和磁场对电荷作用力F的相互关系图，这四个图中画得正确的图是（其中B、F、V两两垂直）（ ）2、下列说法正确的是（ ）A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁

4、感应强度一定为零C洛伦兹力即不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D洛伦兹力对带电粒子永不做功3电子以初速度 垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中，则：A磁场对电子的作用力始终不变B磁场对电子的作用力始终不做功；C电子的动量始终不变D电子的动能始终不变4一束电子从上向下运动，在地球磁场的作用下，它将：A向东偏转 B向西偏转C向南偏转 D向北偏转5有三束粒子，分别是质子（ ）、氚核（ ）和 粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场（磁场方向垂直纸面向里）在如图中，正确地表示出这三束粒子的运动轨迹的图是：6如图所示， 是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定的匀

5、强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在平面，并且指向纸外有一束粒子对准 端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子则：A只有速度大小一定的粒子可以活中心线通过弯管B只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C只有动量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D只有能量大小一定的粒子可以治中心线通过弯管7一束带电粒子，沿着水平方向平行地飞过静止的小磁针的正上方，这时磁针的南极向西偏转，这一带电粒子束可能是：A由北向南飞行的正离子束B由南向北飞行的正离子束C由北向南飞行的负离子束D由南向北飞行的负离子束8关于质子、 粒子、氘核三种粒子的运动，下列说法正确的是：A在同一匀强磁场中作圆周运动的氘核和

6、粒子的角速度一定相等；B如垂直射入同一匀强磁场，且半径都相同，那么氘核的动能最小；C以相同速度垂直射入同一匀强磁场中作圆周运动的半径各不相同；D如都从同一点以相同的速度垂直射入同一匀强电场，然后飞向荧屏，屏上有三个亮点9同位素离子以相同的速率从 孔射入正方形空腔中，空腔内强磁场的磁感应强度方向如图所示，如果从 、 射出的离子质量分别为 、 ，打到 点的离子质量为 ，则下列判断正确的是：A B C D 10两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力百作匀速圆周运动A若速度相等，则半径必相等B若质量相等，则周期必相等C若动量大小相等，则半径必相等D若动能相等，则周期必相等二、填空题1如图所示

7、，质量为m的带正电的小球能沿着竖直墙竖直滑下，磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平并与小球运动方向垂直，若小球带正电量q，球与墙面的动摩擦因数为 ，则小球下落的最大速度为_2摆线长为L，摆球质量为m带正电量q的单摆从如图所示位置A摆下，到最低处时便在一个磁感应强度为B的匀强磁场中运动，摆动平面垂直磁场，若图中 ，摆球从A起第一次到最低处时，摆线上的拉力为_3一个电子在匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用，则电子运动的方向是_4一质量为 电量为 的带电粒子在磁感应强度为B匀强磁场中作圆周运动，其效果相当于一环形电流，则此环形电流的电流强度 _5一电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，以一固定的正点电荷为

8、圆心作圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子受的电场力为洛伦兹力的3倍，电子质量为 ，那么电子运动的角速度可能是_6如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，若在圆心处静止的原子核中释放一个质量为 ，电量为 的粒子，粒子的初速度 垂直于B，则 必须满足条件_时，粒子才能从磁场中穿出，粒子穿这磁场需要的最长时间为_三、计算题1磁流体发电机原理如图所示一束等离子体射入磁场，磁场中有两块上、下平行放置的金属板A和B由于洛伦兹力的作用，两金属板上会聚集电荷，使A、B两极间有电势差问该装置输出的最高电压多大？（已知匀强磁场的磁感应强度为B，两板相距d，等离子体喷火的速

9、度为v）答案：一、1、D 2、D3BD力和动量是矢量，动能是标量，垂直磁场运动的电子受洛伦兹力作用，方向时刻跟电子速度方向垂直，所以洛伦兹力始终不做功这样，电子的动能不变；而电子的速度方向却时刻改变，所以电子的动量一定发生变化据洛伦兹力公式 可知，电子受到的格仑兹力只是大小保持不变，方向随电子的速度方向而时刻变化4B地球表面地磁场方向由南向北，由左手定则，电子从上向下运动过程中，受洛伦兹力作用，则它将向西偏转5C带电粒子垂直于磁场方向射入匀强磁场，作匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则其半径 为： 当 、 相同时： 6C带电粒子在洛伦兹力作用下作圆周运动的半径 题中条件 、B为定值，故 与动量

10、 一一对应7AD将这束粒子等效为通电直导线，依题意由左手定则判定A、D正确8AB带电粒子垂直射入匀强磁场作圆周运动，洛伦兹力提供向心力： 则： ， ，即有： ， ，即有： 屏上有二个亮点 ，当半径相等时有： ，氘核的动能最小9CS离子只在洛伦兹力作用下在垂直于磁场平面内作匀速率圆周运动，半径： 由图中条件知： ， ，而同位素离子的电量相等质量不同，所以有： ， 10CB带电粒子在洛伦兹力作用下作圆周运动的半径 ，周期 ，题中条件 、B为定值，则动量大小相等时半径必相等，质量相等时周期必相等二、1 2 3平行于磁场方向电子沿平行于磁力线射入匀强磁场时，洛伦兹力为零4 此环形电流的电流强度： 5 ； 依题意可能有二种情况： ， ， 6 ； 设粒子在该磁场做匀速圆周运动的半径为： 当 时粒子才能从磁场中穿出，即： ， 粒子穿出磁场需要的最长时间： .三、等离子体就是带正、负电荷的离子，这些带电微粒喷火磁场后受到洛伦兹力作用而分别偏向上、下两金属板，两板带电后在板间形成电场以后喷火的正、负离子除了受到洛伦兹力外，还将受到与洛伦兹力反向的电场力作用洛伦兹力 ，是定值，而电场力却随AB两板积累的电荷增多而增大当两板电行增至一定量时，即电场强度达到某一值，正、负离子受到的