人教版高考物理一轮总复习精品课件 第10单元 磁场 作业27磁场对运动电荷的作用.ppt

1234567891010.一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)求该段导体自由电子的总个数N;(2)请用n、e、S、v表示流过导体的电流大小I;(3)若在垂直导体的方向上再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伦兹力大小的表达式。12345678910答案(1)nLS(2)neSv(3)见解析解析(1)该段导体自由电子的总个数N=nLS。(2)导体中的电流大小为,t时间内通过某一截面的自由电子数目为nSvt,该时间内通过导体截面的电荷量为q=nSvte,所以I=neSv。(3)该导体处于垂直于它的匀强磁场中所受到的安培力F=BIL,得F=BneSvL,某一个电子所受的洛伦兹力为F洛=,N为该导体中的自由电子个数,N=nSL,得F洛=Bev。本课结束作业27磁场对运动电荷的作用12345678910A组基础达标微练一洛伦兹力的理解与计算1.(2023浙江温州联考)显像管原理的示意图如图所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转。设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若要使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()A12345678910解析电子偏转到a点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,对应的B-t图像在t轴下方;电子偏转到b点时,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里,对应的B-t图像在t轴上方,故选A。123456789102.科学家曾预言,自然界存在只有一个磁极的磁单极子,磁单极子N的磁场分布如图甲所示,它与如图乙所示正点电荷Q的电场分布相似。假设磁单极子N和正点电荷Q均固定,有相同的带电小球分别在N和Q附近(图示位置)沿水平面做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.从上往下看,图甲中带电小球沿逆时针方向运动B.从上往下看,图甲中带电小球沿顺时针方向运动C.从上往下看,图乙中带电小球沿顺时针方向运动D.从上往下看,图乙中带电小球沿逆时针方向运动A12345678910解析根据圆周运动受力条件可以从图乙中判断出带电小球带负电,在电场中小球的运动方向与静电力的方向无关,由图甲中带电小球做匀速圆周运动,可知洛伦兹力方向,根据左手定则可知带电小球沿逆时针方向运动,故A正确。12345678910微练二带电粒子在有界匀强磁场中的运动3.(多选)(2023浙江杭州模拟)如图所示,a、b是直线上间距为4d的两点,也是半圆直径的两个端点,c位于ab上,且lac=d,直线上方存在着磁感应强度大小为B、垂直于半圆平面的匀强磁场(未画出),其中半圆内部没有磁场。一群比荷为k的同种带电粒子从ac之间以相同的速率垂直于ab射入圆弧区域,所有粒子都能通过b点,不计粒子间的相互作用和粒子的重力,则()A.粒子的速率为2dBkB.粒子的速率为dBkC.从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为D.从c点射入的粒子在磁场中运动的时间为AD12345678910甲乙123456789104.(2023浙江丽水模拟)如图所示,虚线MN的右侧有垂直纸面向里的匀强磁场,在图示平面内两比荷相同的带正电粒子a、b从MN上的同一点沿不同方向射入匀强磁场后,又从MN上的同一点射出磁场。已知a粒子初速度的方向垂直虚线MN,粒子的重力和粒子间的相互作用忽略不计,则下列描述两粒子速度大小的关系图像正确的是()A1234567891012345678910微练三带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题5.真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为()C12345678910解析根据题意,电子的运动被限制在实线圆区域内的条件是轨迹圆与实线圆相切,画出临界状态电子的运动轨迹如图所示,根据图中几何关系可得123456789106.(多选)如图所示,在直角三角形abc区域内有磁感应强度为B、