第5節(jié) 研究洛倫茲力
1.(多選)關(guān)于安培力和洛倫茲力,下列說(shuō)法正確的是( )
A.安培力和洛倫茲力是性質(zhì)不同的兩種力
B.安培力和洛倫茲力,其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力
C.這兩種力都是效果力,其實(shí)并不存在,原因是不遵守牛頓第三定律
D.安培力可對(duì)通電導(dǎo)體做功,洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不能做功
【答案】BD
【解析】電流是電荷的定向移動(dòng),安培力是磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)電荷所施加的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直,所以不對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功;安培力作用在導(dǎo)體上,可以讓導(dǎo)體產(chǎn)生位移,因此能對(duì)導(dǎo)體做功.這兩種力是同一性質(zhì)的力,同樣遵守牛頓第三定律,反作用力作用在形成磁場(chǎng)的物體上.選項(xiàng)B、D正確.
2.電子束以一定的初速度沿軸線進(jìn)入螺線管內(nèi),螺線管中通以方向隨時(shí)間周期性變化的電流,如下圖所示,則電子束在螺線管中做( )

A.勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.加速減速交替的運(yùn)動(dòng)
D.來(lái)回振動(dòng)
【答案】A
【解析】電子速度方向與磁場(chǎng)線平行,則電子不受洛倫茲力作用,所以電子以原來(lái)的速度運(yùn)動(dòng),故選A.

3.(2019·荔灣區(qū)期末)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)電荷量為q的正離子,自a點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動(dòng),當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí),突然吸收了附近若干電子,接著沿另一半圓軌道運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),已知a、b、c在同一直線上,且ab=ac,電子電荷量大小為e,電子質(zhì)量可忽略不計(jì),則該離子吸收的電子個(gè)數(shù)為( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得qvB=m,解得q=,由題意可知,r′=2r,則q=2q′,粒子吸收的電子所帶電荷量Q=q′-q=-,粒子吸收的電子數(shù)n==.B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
4.如圖所示,分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里.電量為q,質(zhì)量為m的帶正電的粒子從磁場(chǎng)邊緣A點(diǎn)沿圓的半徑AO方向射入磁場(chǎng),離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角.求:

(1)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(2)粒子的入射速度.
【答案】(1)r (2)
【解析】(1)粒子離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)60°角,則帶電粒子軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角也等于60°,軌跡如圖.

根據(jù)幾何關(guān)系,得=tan 30°,所以R==r.
(2)由洛倫茲力提供向心力
F洛=m,得qvB=m,
所以v=