磁场对运动电荷作用专项训练

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1、磁场对运动电荷作用专项训练【例题精选】：例1、如右图所示，磁感应强度为特的匀强磁场，其方向垂直纸面向里。C、D为垂直于磁场的平面内的两点，它们之间的距离米。有一电子在磁场中运动，它经过C点时的速度与磁场垂直且和CD之间的夹角为。求：（1）电子在C点所受的磁场力的方向如何？（2）若电子在运动过程中还经过D点，则它的速率应是多少？（3）电子由C到D所经过的时间是多少？解：（1）根据左手定则可判定，电子在C点所受洛仑磁力的方向应是垂直速度方向向下如右图所示。（2）电子在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心力，由右图可看出其轨道半径.由牛顿第二定律可知，从而得

2、（3）电子由C点到D点所用的时间为例2、质量为，带电量为的带电粒子，以速度垂直磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，这时带电粒子的运动可等效为一个环形电流，试写出此环形电流的表达式。解：带电粒子在磁场中运动的周期为在一个周期里通过轨道任何一处（相当导线横截面）的电量为，由可知，此环形电流的电流强度应为，代入T可得例3、如右图所示，负离子束沿z轴正方向进入匀强电场E和匀强磁场B的叠加区，经偏转后打在荧光屏上的A点，则（）。A．E、B都指向x轴正方向；B．E、B都指向y轴正方向；C．E、B都指向x轴负方向；D．E、B都指向y轴负方向。

3、解：负离子束的偏转是由负离子所受的电场力和洛仑兹力引起的。在电场力的作用下，负离子将沿电场的反方向偏转；在洛仑兹力作用下，负离子的偏转方向可由左手定则判定。当E、B都指向y轴负方向时，电场力可使负离子向y轴正方向偏转；根据左手定则可知洛仑兹力使负离子向x轴负方向偏转。以上两种偏转叠加起来，有可能使负离子束打在A点。可见答案D是正确的。此题答案应选D。例4、如右图所示，为垂直射入匀强磁场的带电粒子的径迹，径迹上每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小而带电量不变。从图中情况可确定A．粒子从a到b，带正电；B．粒子从b到a，带正电；C

4、．粒子从a到b，带负电；D．粒子从b到a，带负电；解：粒子能量的减小，将使粒子的速率变小。从可知，粒子速率的减小，将导致运动径迹曲率半径的减小，从上图中可看出a点处径迹的曲率半径比b点小，从而可知粒子的运动应是由b到a。从图中还可看出粒子进入磁场后，开始阶段在洛仑兹力的作用下向左偏转，根据左手定则可知，粒子带正电。此题答案应选B。例5、电子、质子、中子和a粒子都以相同的速度由同一点垂直射入同一匀强磁场中，观测到如右图所示的四条轨迹，那么a粒子的运动轨迹为A．1；B．2；C．3；D．4。解：应用左手定则可判断4为电子轨迹。中子不带电，在磁场中运动时不发生偏转，从而可

5、知3为中子轨迹。设质子的质量和电量分别为m和q，则粒的质量和电量分别为4m和2q。由可知质子和a粒子的轨迹半径应分别为据此观察上图可知，2为a粒子轨迹。此题答案应选B例6、如右图所示，一带正电的粒子固定在坐标原点，另一带负电的粒子在平面内沿图示方向做匀速圆周运动。现在外加沿轴正方向的匀强磁强场B，那么当轨道半径一定时，带负电粒子运动的A．周期变大；B．频率变小；C．速率变小；D．角速度不变。解：未加磁场时，带负电的粒子做匀速圆周运动所需要的向心力是正电荷对它的库仑引力。加磁场，带负电的粒子还要受到洛仑兹力，由左手定则可知，始终指向坐标原点。此时带电粒子做圆周运动所

6、需的向心力为。可见，加磁场后向心力变大了。当轨道半径一定时，由可知：可见答案B、C都是正确的。此题应选B、C。例7、一质量为，电量为的负电荷在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕固定的正电荷沿固定的光滑轨道做匀速圆周运动，若磁场方向垂直经它的运动平面，且作用在负电荷的电场力恰好是磁场力的三倍，则负电荷做圆周运动的角速度可能是A．B．C．D．解：依题中条件“磁场方向垂直它的运动平面”，磁场方向有两种可能，这两种可能方向应是相反的。在方向相反的两个匀强磁场中，由左手定则可知负电荷所受的洛仑兹力也是方向相反的。不难相象，磁场方向的两种可能将导致洛仑兹力方向的两种可能。当负电荷

7、所受的洛仑兹力与所受的电场力方向相同时，根据牛顿第二定律可知此种情况下，负电荷运动的角速度应为当负电荷所受的洛仑兹力与它所受的电场力方向相反时应有，从而得。此种情况下负电荷运动的角速度应为此题答案应选A、C。