高中物理判断洛伦兹力的方向计算题

如图所示，质量为m的小球带有电量q的正电荷，中间有一孔套在足够长的绝缘杆上，杆与水平成α角，与球的摩擦系数为μ。此装置放在沿水平方向磁感应强度为B的匀强磁场之中，从高处将小球无初速释放，小球下滑过程中加速度的最大值是多少？小球运动速度的最大值是多少？

如图所示，质量m＝0.1g的小物块，带有5×10^-4C的电荷，放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上，整个斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面指向纸里，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，开始离开斜面，求：

（1）物块带什么电？
（2）物块离开斜面时速度多大？
（3）斜面至少有多长？

(17分)如图所示，高为h的绝缘板静止在光滑水平面上，放置在其右端的小物块带电量为＋q，绝缘板和小物块的质量均为，它们之间的动摩擦因数为μ。有界匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现对绝缘板施加一个水平向右、大小为μmg的恒力。当绝缘板即将离开磁场时，小物块恰好到达它的最左端，且对绝缘板无压力，此时绝缘板的速度是小物块速度的2倍。设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：

⑴小物块离开绝缘板时的速率；
⑵小物块落地时与绝缘板间的距离；
⑶运动过程中滑动摩擦力对小物块所做的功。

(18分)如图甲所示，直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°，AO长为a。假设在点A处有一放射源可沿∠BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为、带电量为e的电子，电子重力忽略不计。在三角形ABO内有垂直纸面向里的匀强磁场，当电子从顶点A沿AB方向射入磁场时，电子恰好从O点射出。试求：

（1）从顶点A沿AB方向射入的电子在磁场中的运动时间t；
（2）速度大小为的电子从顶点A沿AB方向射入磁场（其它条件不变），求从磁场射出的位置坐标。
（3）磁场大小、方向保持不变，改变匀强磁场分布区域，使磁场存在于三角形ABO内的左侧，要使放射出的速度大小为电子穿过磁场后都垂直穿过y轴后向右运动，试求匀强磁场区域分布的最小面积S。（用阴影表示最小面积）

在一广阔的匀强磁场中，建立一直角坐标系，如图所示，在坐标系的原点O释放一速率为v，质量为m电荷量为十q的粒子（重力不计），释放时速度方向垂直于B的方向，且与x轴成30°角，

则(1)其第一次经过y轴时，轨迹与y轴交点离O点距离为多少？（不考虑空气阻力）
（2粒子从O点开始运动到穿过y轴时所用的时间
（3粒子做圆周运动圆心的坐标

一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad宽为L，现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为v₀方向与ad边夹角为30°，如图所示。已知粒子的电荷量为q，质量为m（重力不计）。

（1）若粒子带负电，且恰能从d点射出磁场，求v₀的大小；
（2）若粒子带正电，使粒子能从ab边射出磁场，求v₀的取值范围以及引范围内粒子在磁场中运动时间t的范围。

在第三次工业革命的今天，新材料的发现和运用尤为重要。我国某科研机构发现一种新型的半导体材料，目前已经知道这种半导体材料的载流子（参与导电的“带电粒子”）的电荷量的值是e（电子电量的绝对值），但不知道它的电性和载流子的数密度n（单位体积中载流子的数量）。为了测定这种材料中的载流子是带正电还是带负电，以及载流子的数密度，科学家把这种材料先加工成一块偏平的六面体样品，这块样品的长、宽和厚度分别为a、b、d（如图中所示）。现将这块样品接入电路中，且把靠外的偏平面标记为M，靠里的偏平面标记为N，然后在垂直于大平面的方向加上一个磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通电键S，调节可变电阻R．使电路中产生合适的电流。然后用电压表判定M、N两个面的电势高低并测定M、N间的电压（也叫霍耳电压），从而得到这种半导体材料载流子的电性和数密度。

（1）当M的电势比N的电势低时，材料中的载流子带   电（填“正”或“负”）；
（2）为了测定载流子的数密度n，除题目中已给出的数据外，还需要测定的物理量有（写出物理量的含义并设定相应的符号）                       ；
（3）根据题设条件和你测定的物理量，写出载流子的数密度的表达式n=          。

如图所示，在x≥0的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。假设一束初速度为零的质量为m、带电荷量为q的正离子，经过加速电场加速后从O点沿x轴正方向进入匀强磁场区域。有一块厚度不计、高度为d的金属板竖直放置在磁场中，截面如图，M、N分别为金属板截面的上、下端点，M点的坐标为（d，2d），N点的坐标为（d，d）。正离子的重力不计。

（1）加速电场的电压在什么范围内，进入磁场的离子才能全部打在金属板上？
（2）求打在金属板上的离子在磁场中运动的最短时间与最长时间的比值。（sin37°=0.6， cos37°=0.8）

如图所示，两平行金属板间距为，电势差为，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为的匀强磁场。带电量为、质量为的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：

（1）匀强电场场强的大小；
（2）粒子从电场射出时速度的大小；
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径。

将带正电量Q="0.3" C，质量m′="0.15" kg的滑块，放在小车的绝缘板的右端，小车的质量M="0.5" kg，滑块与绝缘板间的动摩擦因数μ=0.4，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度B="2.0" T的水平方向的匀强磁场，开始时小车静止在光滑水平面上，当一个摆长为L="1.25" m，摆球质量m="0.4" kg的单摆从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞，如图所示，碰撞后摆球恰好静止，g取10 m/s².求：

（1）小车碰撞后瞬间的速度是多少？
（2）摆球与小车碰撞过程中系统损失的机械能△E是多少？
（3）碰撞后小车的最终速度是多少？

如图所示真空中狭长区域的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，宽度为d，速度为v的电子从边界CD外侧垂直射入磁场，入射方向与CD间夹角为θ．电子质量为m、电量为e．为使电子不从磁场的另一侧边界EF射出，则电子速度v的最大值为多少？

(10分)如图，一个质量为m带电量为+q的粒子（不计重力），以初速度V₀，垂直进入磁感应强度为B的足够大的匀强磁场中，求

(1)请在图中画出粒子所受的洛仑兹力的方向和粒子的运动轨迹
(2)推导出带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式
(3)推导出带电粒子在磁场中做圆周运动的周期公式

如图所示，带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d，两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，如图建立坐标系，x轴平行于金属板，与金属板中心线重合，y轴垂直于金属板。区域I的左边界在y轴，右边界与区域II的左边界重合，且与y轴平行；区域II的左、右边界平行。在区域I和区域II内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B，区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外，区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。一电子沿着x轴正向以速度v₀射入平行板之间，在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动，并先后通过区域I和Ⅱ。已知电子电量为e，质量为m，区域I和区域II沿x轴方向宽度均为,不计电子所受重力。

（1）求两金属板之间电势差U
（2）求电子从区域II右边界射出时，射出点的纵坐标y

如图所示，a、b、c、d为4个正离子，电荷量相等均为q，同时沿图示方向进入速度选择器后，a粒子射向P₁板，b粒子射向P₂板，c、d两粒子通过速度选择器后，进入另一磁感应强度为B₂的磁场，分别打在A₁和A₂两点，A₁和A₂两点相距Δx。已知速度选择器两板电压为U，两板距离为d，板间磁感应强度为B₁

(1)试判断a、b、c、d四粒子进入速度选择器的速度v_a、v_b、v_c、v_d大小关系。（用＜、＞或＝表示）
（2）试求出v_c、v_d，
（3）试判断c、d粒子的质量m_c与m_d是否相等，若不等，求出它们的质量差Δm

图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l ，不计重力，求此粒子的电荷e与质量m之比.