洛伦兹力知识点题库

物理学中，把定向移动的方向规定为电流方向．磁场对为洛伦兹力，洛伦兹力的方向用定则判定（选填“左手”、“右手”）．

如图所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图．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均匀电场和磁场后，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，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：

（1）磁场的方向应该垂直纸面向里还是向外？
（2）速度为多大的电子才能通过小S?

如图，半径为R的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）．在柱形区域内加方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一带正电荷的粒子沿图中直线以速率v₀从圆上的a点射入柱形区域，从圆上b点射出磁场时速度方向与射入时的夹角为120°（b点图中未画出）．已知圆心O到直线的距离为 $\text{[math]}$ R，不计重力，则下列关于粒子的比荷正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ．

如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×10⁵N/Cb板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T，方向垂直纸面向里的匀强磁场，今有一定质量为m=4.8×10^﹣25kg，电荷量为q=1.6×10^﹣18C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以v₀=1.0×10⁶m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到b板的Q（图中未标出），求P、Q之间的距离L．

如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个置于匀强磁场中的D形金属盒，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在加速时，其动能E_k随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（　　）

A . 在E_k﹣t图象中应有（t₄﹣t₃）＜（t₃﹣t₂）＜（t₂﹣t₁） B . 减小磁场的磁感应强度可增大带电粒子射出时的动能 C . 要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径 D . 加速电场的电压越大，则粒子获得的最大动能一定越大

如图所示，矩形区域MPQN长 $\text{[math]}$ ，宽 $\text{[math]}$ ，一质量为 $\text{[math]}$ 不计重力 $\text{[math]}$ 、电荷量为q的带正电粒子从M点以初速度 $\text{[math]}$ 水平向右射出，若区域内只存在竖直向下的电场或只存在垂直纸面向外的匀强磁场，粒子均能击中Q点，则电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

下列实验，表明电子在磁场中偏转的是( )

A .

B .

C .

D .

如图所示，竖直平面内粗糙绝缘细杆（下）与直导线（上）水平平行固定，导线足够长。已知导线中的电流水平向右，大小为I，有一带电荷量为+q，质量为m的小球套在细杆上（小球中空部分尺寸略大于直导线直径），若给小球一水平向右的初速度v₀ ，空气阻力不计，那么下列说法错误的是（）

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A . 小球可能做匀速直线运动 B . 小球可能做匀减速直线运动 C . 小球最终可能停止 D . 电流Ⅰ越大，小球最终的速度可能越小

一个带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，由于使沿途空气电离而使粒子的动能逐渐减小，轨迹如图所示。假设粒子的电量不变，下列有关粒子的运动方向和所带电性的判断正确的是( )

A . 粒子由a向b运动，带正电 B . 粒子由b向a运动，带负电 C . 粒子由b向a 运动，带正电 D . 粒子由a向b运动，带负电

如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平（图中垂直纸面向里），一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是（）

A . 若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动 B . 若给P一初速度，P可能做匀速直线运动 C . 若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动 D . 若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动

带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的（）

A . 洛伦兹力对带电粒子会做功 B . 洛伦兹力的大小与速度无关 C . 洛伦兹力不改变带电粒子的动能 D . 洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向

某空间存在着如图（甲）所示的足够大的，沿水平方向的匀强磁场．在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘．在t₁=0时刻，水平恒力F作用在物块B上，使A，B由静止开始做加速度相同的运动．在A、B一起向左运动的过程中，以下说法中正确的是（）

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A . 图（乙）可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系，图中y表示洛伦兹力大小 B . 图（乙）可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系，图中y表示摩擦力大小 C . 图（乙）可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小 D . 图（乙）可以反映B对地面的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小

在水平桌面上有一个边长为L的正方形框架，内嵌一个表面光滑的绝缘圆盘，圆盘所在区域存在垂直圆盘向上的匀强磁场．一带电小球从圆盘上的P点（P为正方形框架对角线AC与圆盘的交点）以初速度v₀水平射入磁场区，小球刚好以平行于BC边的速度从圆盘上的Q点离开该磁场区（图中Q点未画出），如图甲所示．现撤去磁场，小球仍从P点以相同的初速度v₀水平入射，为使其仍从Q点离开，可将整个装置以CD边为轴向上抬起一定高度，如图乙所示，忽略小球运动过程中的空气阻力，已知重力加速度为g．求：

（1）小球两次在圆盘上运动的时间之比；
（2）框架以CD为轴抬起后，AB边距桌面的高度．

如图所示，平面直角坐标系xOy内，x轴上方存在垂直纸面向外的匀张磁场，磁感应强度B＝0.2T，y轴上一点P （0，16）有一粒子源，能向各个方向释放出比荷为4×10⁸C/kg的正粒子，粒子初速度V₀＝8×10⁶m/s，不计粒子重力，求x轴上有粒子穿过的坐标范围。

如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一矩形区域 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 边长度分别为9cm和8cm，O为矩形的中心。在矩形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。在O点把一带电小球向各个方向发射，小球质量为 $\text{[math]}$ 、所带电荷量为 $\text{[math]}$ 。

（1）求小球在磁场中做完整圆周运动时的最大速度 $\text{[math]}$ ；
（2）现在把小球的速度增大为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 倍，欲使小球尽快离开矩形，求小球在磁场中运动的时间。

如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是（）

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A . 若撤去磁场，P一定仍静止 B . 若撤去电场，P一定做匀加速直线运动 C . 若给P一初速度，P可能做匀速直线运动 D . 若给P一纸面内的初速度，P一定做逆时针匀速圆周运动

霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域,霍尔元件一般用半导体材料做成,有的半导体中的载流子(自由电荷)是自由电子,有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)．如图所示为用半导体材料做成的霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入电流I的方向如图所示,C、D两侧面会形成电势差．则下列说法中正确的是 ( )

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A . 若元件的载流子是自由电子,则D侧面的电势高于C侧面的电势 B . 若元件的载流子是空穴,则D侧面的电势高于C侧面的电势 C . 在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直 D . 在测地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平

安培力是洛伦兹力的宏观表现，假设一横截面积为S，长度为L的固定的通电直导线，垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中，导线单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的带电量q，电荷定向移动的速率为v。请由安培力公式推导出洛伦兹力公式。

在长直通电螺线管中通入变化的电流i（如图所示电流的方向周期性改变），并沿着其中心轴线OO′的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间的运动情况是（）

A . 变速直线运动 B . 来回往复运动 C . 匀速直线运动 D . 曲线运动

如图（甲）所示，真空中有一竖直长直细金属导线 $\text{[math]}$ ，与导线同轴放置一半径为 $\text{[math]}$ 、高度为 $\text{[math]}$ 的金属圆柱面。设单位时间内从导线 $\text{[math]}$ 上沿径向均匀射出 $\text{[math]}$ 个速率均为 $\text{[math]}$ 的电子，已知电子质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量绝对值为 $\text{[math]}$ 。不考虑出射电子间的相互作用。

（1）如图（甲）所示，若在柱面和导线之间只加恒定电压时，刚好没有电子到达柱面。求恒定电压 $\text{[math]}$ 的大小；
（2）如图（乙）所示，若在柱面内只加与 $\text{[math]}$ 平行、方向竖直向下的匀强电场，要使单位时间内只有 $\text{[math]}$ 个电子到达圆柱侧面，求电场强度 $\text{[math]}$ 的大小；
（3）如图（丙）所示，若在柱面内只加与 $\text{[math]}$ 平行、方向竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 。一宽度为 $\text{[math]}$ 、高度与圆柱面等高的金属板竖直放置在圆柱面内，金属板与圆柱面间相互绝缘。设到达金属板的所有电子同时被收集且导出，从而形成导出电流，求导出电流 $\text{[math]}$ 的大小。

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