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洛仑兹力

洛仑兹力. 洛仑兹力. 一、 洛仑兹力 洛仑兹力计算公式的推导 ： 二、 带电粒子在磁场中的圆周运动 2007 年上海卷 1B 2007 高考理综北京卷 21(1) 07 年苏锡常镇四市一模 14 06 年 12 月广州市 X 科统考卷 4 07 年 1 月广东省汕尾市调研测试 4 07 年天津五区县重点校联考 14 2007 年物理海南卷 4 07 年扬州市期末调研测试 6 07 年天津五区县重点校联考 11 07 年 1 月苏州市教学调研测试 5 07 届 12 月江苏省丹阳中学试卷 11 江苏省如东高级中学 07 年 2 月期末试卷 5

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洛仑兹力

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  1. 洛仑兹力

  2. 洛仑兹力 一、 洛仑兹力洛仑兹力计算公式的推导： 二、带电粒子在磁场中的圆周运动 2007年上海卷1B2007高考理综北京卷21(1) 07年苏锡常镇四市一模1406年12月广州市X科统考卷4 07年1月广东省汕尾市调研测试4 07年天津五区县重点校联考14 2007年物理海南卷407年扬州市期末调研测试6 07年天津五区县重点校联考1107年1月苏州市教学调研测试5 07届12月江苏省丹阳中学试卷11 江苏省如东高级中学07年2月期末试卷5 南京市07届二模试卷6， 07届南京市综合检测(一) 8 07年1月海淀区期末练习9 2007年天津理综卷192007年理综四川卷21

  3. 一、洛仑兹力 运动电荷受到的磁场的作用力， 叫做 洛仑兹力． （1）洛仑兹力大小： f =qvBsinθ f=qvB（当B⊥v时），当电荷静止或运动电荷的速度方向跟磁感强度的方向平行时，电荷都不受洛仑兹力。 （2）洛仑兹力的方向——由左手定则判断。 注意： ①洛仑兹力一定垂直于B和v所决定的平面. ②四指的指向是正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向； （3）特性：洛仑兹力对电荷不做功，它只改变运动电荷的速度方向，不改变速度的大小。 （4）洛仑兹力和安培力的关系： 洛仑兹力是安培力的微观表现。

  4. 洛仑兹力计算公式的推导： F B f I f =qvBsinθ 如图所示，当v与B垂直时，整个导线受到的安培力为 F安 =BIL （1） 其中 I=nqSv （2） 设导线中共有N个自由电子 N=nSL （3） 每个电子受的磁场力为f，则 F安=Nf （4） 由以上四式得 f=qvB 当v与B成θ角时， f=qvBsinθ

  5. 二、带电粒子在磁场中的圆周运动 若带电粒子速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，带电粒子以不变的速度做匀速直线运动． 当带电粒子速度方向与磁场垂直时，带电粒子在垂直于磁感应线的平面内做匀速圆周运动． 1.带电粒子在匀强磁场中仅受洛仑兹力而做匀速圆周运动时，洛仑兹力充当向心力： 角速度： 轨道半径： 频率： 周期： 动能：

  6. 2007年上海卷1B 1B．在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q。 则每个电荷所受的洛仑兹力f＝___________， 该段导线所受的安培力为F＝___________。 qvB NqvB

  7. 2007高考理综北京卷21(1) z y O x 狭缝 荧光屏 阳极 阴极 电子束 图1 21．⑴图1是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是_________。（填选项代号） A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向 B

  8. 07年苏锡常镇四市一模14 L v 14．（14分）一段粗细均匀的导体长为L，横截面积为S，如图所示，导体单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，通电后，电子定向运动的速度大小为v ． （1）请用n、e、S、v表示流过导体的电流大小I． （2）若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，试根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛仑兹力大小的表达式．

  9. ① t时间内通过导体某一截面的自由电子数为 ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 解： （1）导体中电流大小： 该时间内通过导体该截面的电量为 代入上式得： （2）该导体处于垂直于它的匀强磁场中所受到的安培力: 由④式代入⑤式得： 安培力是洛仑兹力的宏观表现，即某一自由电子所受的洛仑兹力 式中N为该导体中所有的自由电子数 由⑥、⑦、⑧式得：

  10. 06年12月广州市X科统考卷4 P v0 N M O Q 图三 4．如图三所示，P、Q是两个电量相等的异种点电荷：其中P带正电，Q带负电，O是P、Q连线的中点，MN是线段PQ的中垂线，PQ与MN所在平面与纸面平行，有一磁场方向垂直于纸面，一电子以初速度v0一直沿直线MN运动，则 ( ) A．磁场的方向垂直纸面向里 B．电子速度先增大后减少 C．电子做匀速直线运动 D．电子速度先减少后增大 A C

  11. 07年1月广东省汕尾市调研测试4 E, B 4、在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场．已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转．设重力可以忽略不计，则在这区域中Ｅ和B的方向可能是 （ ） A、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同B、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反C、E竖直向上，B垂直纸面向外D、E竖直向上，B垂直纸面向里 A B C

  12. 07年天津五区县重点校联考. 14 B a F b 14．如图所示，a为带正电的小物块，b是一不带电的绝缘物块，a、b叠放在粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左加速运动，在加速运动阶段（ ） A．a、b一起运动的加速度不变 B．a、b一起运动的加速度增大 C．a、b物块间的摩擦力减少 D．a、b物块间的摩擦力增大 D

  13. 2007年物理海南卷4 甲 甲 A. 乙 B. 乙 乙 乙 甲 甲 C. D. 4.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电。让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（） A

  14. 07年扬州市期末调研测试6 P v0 N M O Q 6．如图所示，PQ是空间位置固定的两个电荷量相等的异种电荷，它们的连线中点为O，MN是中垂线，两电荷连线与中垂线在纸平面内，在垂直纸面方向有一磁场，中垂线上一不计重力的带正电粒子以初速度v0保持沿中垂线运动，则（　 　） A．磁场的方向垂直纸面向外 B．带电粒子做匀速直线运动，所受洛仑兹力的大小不变 C．带电粒子做匀速直线运动， 所受洛仑兹力的大小改变 D．带电粒子做变速直线运动， 所受洛仑兹力的大小改变 C

  15. 07年天津五区县重点校联考. 11 a c d b B 11．如图所示，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，右边有一档板，正中间开有一小孔d。在较大的空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，而在a、b两极间还存在着匀强电场，从两板左侧正中的中点c处射入一束正离子，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成3束。则这些正离子的（ ） A．动量一定都相同 B．质量一定有3种不同的数值 C．电量一定有3种不同的数值 D．比荷（q/m）一定有3种不同的数值 D

  16. 07年1月苏州市教学调研测试5 M O N 5．如图所示，M、N两平行金属板间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子(重力不计)从O点以速度v沿着和两板平行的方向射入场区后，做匀速直线运动，经过时间t1飞出场区；如果两板间只有电场，粒子仍以原来的速度在O点进入电场，经过时间t2飞出电场；如果两板间只有磁场，粒子仍以原来的速度在O点进入磁场后，经过时间t3飞出磁场，则t1、t2、t3之间的大小关系为 （ ） A．t1=t2< t3 B．t2>t1>t3 C．t1=t2= t3 D．t1>t2=t A 解： 设极板长为l ,匀速通过时 t1= l /v 只有电场粒子做类平抛运动， t2= l /v 只有磁场粒子做匀速圆周运动， t3= s/v ∴ t1=t2< t3 圆弧线长度 s > l

  17. 07届12月江苏省丹阳中学试卷11 11．在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光”．“极光”是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假如我们在北极地区忽然发现正上方的高空出现了射向地球的沿顺时针方向生成的紫色弧状极光(显示带电粒子的运动轨迹)．则关于引起这一现象的高速粒子的电性及弧状极光的弯曲程度的说法中，正确的是（ ） A．高速粒子带负电 B．高速粒子带正电 C．轨迹半径逐渐减小 D．轨迹半径逐渐增大 B C

  18. 江苏省如东高级中学07年2月期末试卷5 5．来自太阳和其他星体的宇宙线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害。但由于地磁场(如图7所示)的存在改变了宇宙线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。下面说法中正确的是 ( ) A．地磁场对宇宙线的阻挡作用与观测点的纬度及宇宙线的方向无关 B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙线的阻挡作用在南、北两极附近最强，赤道附近最弱 C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱，赤道附近最强 D．地磁场会使沿地球赤道平面 内射来的宇宙射线中的带电粒子 向两极偏转 C

  19. 南京市07届二模试卷6 B h b a E 6．如图所示，长方体容器的三条棱的长度分别为a、b、h，容器内装有NaCl溶液，单位体积内钠离子数为n，容器的左、右两壁为导体板，将它们分别接在电源的正、负极上，电路中形成的电流为I，整个装置处于垂直于前后表面的磁感应强度为B的匀强磁场中，则液体的上、下两表面间的电势差为 （ ） A

  20. 07届南京市综合检测(一) 8 B b Q a c 8、为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，理想电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积）,下列说法中正确的是 ( ) A、前表面电极比后表面电极电势高 B、后表面电极比前表面电极电势高 C、电压表的示数U与污水中离子 浓度成正比 D、污水流量Q与电压表的示数U 成正比，与a、b无关 B D

  21. 07年1月海淀区期末练习9 9．环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，其核心部件是一个高真空的圆环状的空腔。若带电粒子初速可视为零，经电压为U的电场加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。带电粒子将被局限在圆环状空腔内运动。要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动，下列说法正确的是（ ） A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小 B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小 C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小 D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变 B C

  22. 2007年天津理综卷19 y x O A． ，正电荷Ｂ．，正电荷 C． ，负电荷D． ，负电荷 B v 19．如图所示,在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角,若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是( ) C

  23. y A B v C O x 解： 粒子穿过y 轴正半轴，由左手定则，粒子带负电荷 画出粒子在磁场中运动的轨迹如图示： 粒子穿过y 轴正半轴后，在磁场中到 x 轴的最大距离为a, 即 AC = a 由几何关系得粒子圆周运动的半径为r=2a/3 由 得

  24. 2007年理综四川卷21 a b v O e B c d 21．如图所示，长方形abcd长ad=0.6m，宽ab=0.3m，O、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25T。一群不计重力、质量m=3×10－7kg、电荷量q=+2×10－3C的带电粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域 ( ) A．从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边 B．从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边 C．从Od边射入的粒子，出射点 分布在Oa边和ab边 D．从aO边射入的粒子，出射点 分布在ab边和be边 D 解见下页

  25. a b v O e B c d 解： 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r 画出带电粒子的轨迹如图示： 可见D正确。

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