5 运动电荷在磁场中受到的力
1.(多选)关于安培力和洛伦兹力,下面说法中正确的是( BD )
A.洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力
B.洛伦兹力和安培力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C.安培力就是洛伦兹力,二者是等价的
D.安培力对通电导线能做功,但洛伦兹力对运动电荷不能做功
解析:磁场对电流的作用力称为安培力,安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力,安培力是洛伦兹力的宏观表现,而洛伦兹力是安培力的微观体现,选项B正确,A,C错误;安培力能使通电导体在安培力方向发生位移,能做功,洛伦兹力始终与粒子速度方向垂直,故不做功,选项D正确.
2.初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( A )
A.电子将向右偏转,速率不变
B.电子将向左偏转,速率改变
C.电子将向左偏转,速率不变
D.电子将向右偏转,速率改变
解析:由安培定则可知直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里,根据左手定则可知电子所受洛伦兹力方向向右,由于洛伦兹力不做功,电子速率不变,选项A正确.
3.在长直通电螺线管中通入电流i(如图所示电流的方向周期性改变),并沿着其中心轴线OO′的方向射入一速度为v的电子,则此电子在螺线管内部空间运动的情况是( A )
A.匀速直线运动 B.来回往复运动
C.变速直线运动 D.曲线运动
解析:虽然电流i的方向周期性改变,但螺线管内部的磁场方向与轴线平行,故电子进入螺线管后不受洛伦兹力而做匀速直线运动,选项A正确.
4.(2019·宁夏石嘴山三中高二期末)在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带正电小球,管道半径略大于小球半径,整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直,现给带电小球一个水平速度v0,且v0<,则在整个运动过程中,带电小球克服摩擦力所做的功为( C )
A.0 B.m()2
C.m D.m[+()2]
解析:由于v0<,则qv0Bm即W=m,故C正确.
5.截面为矩形的载流金属导体置于磁场中,如图所示,关于导体中出现的现象,下列说法正确的是( A )
A.在b表面聚集正电荷,而a表面聚集电子
B.在a表面聚集正电荷,而b表面聚集电子
C.开始通电时,电子做定向移动并向b偏转
D.两个表面电势不同,a表面电势较高
解析:金属导体靠电子导电,金属正离子并没有移动,而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成.根据左手定则可知,电子受洛伦兹力方向指向a表面一侧,在a表面进行聚集,所以在b表面聚集正电荷,使b表面电势高于a表面电势,选项A正确.
