《洛伦兹力能否做功》洛伦兹力能否做功

1多选题

(多选)关于安培力与洛伦兹力的异同，下列说法正确的是（　　）

两种力本质上都是磁场对运动电荷的作用

洛伦兹力的方向与带电粒子的运动有关，安培力的方向与自由电荷定向移动的方向无关

两种力的方向均可用左手定则判断

安培力和洛伦兹力都可以做功

题目答案

答案解析

分析：

通电导线在磁场中受到力为安培力，而运动电荷在磁场中受到力为洛伦兹力．它们均属于磁场力，所以方向都由左手定则来确定，由于洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功．

解答：

解：A、通电导线的电流也是由电荷的定向移动而形成的，所以两种力本质上都是磁场对运动电荷的作用．故A正确；

B、洛伦兹力的方向与带电粒子的运动有关，安培力的方向与电流方向有关，而自由电荷的定向移动形成电流，所以B错误；

C、两种力的方向均可用左手定则判断，故C正确；

D、安培力做功，但洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故D错误；

故选：AC

点评：

洛伦兹力是电荷在磁场中运动，才会有力的作用．同时通电导线与运动电荷在磁场中不一定有力的作用，但电流方向或电荷运动方向与磁场平行时，没有磁场力．

2多选题

(多选)下列说法中正确的是（　　）

动生电动势是洛仑兹力对导体中自由电荷做功而引起的

因为洛仑兹力对运动电荷始终不做功，所以动生电动势不是由洛伦兹力而产生的

动生电动势的方向可以由右手定则来判定

导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力一定与受到的外力大小相等，方向相反

题目答案

答案解析

分析：

导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势；磁场变化所产生的电动势叫感生电动势；动生电动势和感生电动势都叫感应电动势．

解答：

解：A、B、因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，导体中的自由电荷随导体在磁场中运动，受到洛伦兹力，而向导体一端移动，动生电动势是洛仑兹力对导体中自由电荷做功而引起的，故A正确B错误；

C、动生电动势的方向可以由右手定则来判定，故C正确；

D、导体棒切割磁感线产生感应电流，受到的安培力作用，只有当棒做匀速直线运动时，安培力与受到的外力大小相等，方向相反，故D错误；

故选：AC．

点评：

本题关键是明确感生电动势和动生电动势的区别，不变的磁场运动的线圈是动生：变化的磁场不动的线圈是感生

3多选题

(多选)如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管．在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则(　　)

小球带负电

小球运动的轨迹是一条抛物线

洛伦兹力对小球做正功

维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大

题目答案

答案解析

分析：

小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，由左手定则，分析电性．将小球的运动分解为沿管子向里和垂直于管子向右两个方向．根据受力情况和初始条件分析两个方向的分运动情况，研究轨迹，确定F如何变化．

解答：

解：设管子运动速度为v$_1$．

A、小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电．故A错误．

B、小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动．小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F$_1$=qv$_1$B，q、v$_1$、B均不变，F$_1$不变，则小球沿管子做匀加速直线运动．与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线．故B正确．

C、洛伦兹力总是与速度垂直，不做功．故C错误．

D、设小球沿管子的分速度大小为v$_2$，则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F$_2$=qv$_2$B，v$_2$增大，则F$_2$增大，而拉力F=F$_2$，则F逐渐增大．故D正确．

故选BD

点评：

本题中小球做类平抛运动，其研究方法与平抛运动类似：运动的合成与分解，其轨迹是抛物线．本题采用的是类比的方法理解小球的运动．

4单选题

下列说法正确的是（　　）

电源向外电路提供的电能越多，表示电动势越大

电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B可能小于或等于$\frac {F}{IL}$

运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用，且洛伦兹力对电荷永不做功

电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大

题目答案

答案解析

分析：

电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小．根据电动势的定义式E=$\frac {W}{q}$，电源移动单位正电荷时，电源向外电路提供的电能越多，表示电动势越大．根据F=BILsinθ分析磁感应强度B与$\frac {F}{IL}$的关系．运动电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力的作用．

解答：

解：A、根据电动势的定义式E=$\frac {W}{q}$，电源移动单位正电荷时，电源向外电路提供的电能越多，表示电动势越大．故A错误．

B、根据F=BILsinθ分析可知，磁感应强度B可能大于或等于$\frac {F}{IL}$．故B错误．

C、当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，在磁场中不受洛伦兹力的作用．洛伦兹力方向与电荷的速度方向总垂直，对电荷永不做功．故C错误．

D、电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大．故D正确．

故选D

点评：

对于物理量的理解，首先抓住物理意义，其次是从定义式、单位、矢标性、与其他物理量的关系等多方面理解．

5多选题

(多选)关于安培力和洛伦兹力的下列说法中正确的是（　　）

安培力一定不做功

洛伦兹力一定不做功

通电金属棒在磁场中一定受安培力作用

运动电荷在磁场中可能不受洛伦兹力作用

题目答案

答案解析

分析：

洛伦兹力是安培力的微观表现，洛伦兹力不做功，安培力可以做功

解答：

解：A、安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，故安培力可以做正功、负功，故A错误

B、因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力的瞬时功率为零，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功，故B正确；

C、若导线与磁场方向平行，故安培力为零，故C错误；

D、若粒子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故D正确

故选：BD．

点评：

本题关键是明确洛伦兹力和安培力的性质、大小、方向特点，注意洛伦兹力永不做功，基础问题

6多选题

(多选)以下说法正确的是（　　）

电荷处于磁场中一定受洛伦兹力的作用

运动电荷处于磁场中一定受洛伦兹力的作用

洛伦兹力对运动电荷一定不做功

洛伦兹力可以改变运动电荷的动能

洛伦兹力可以改变运动电荷的速度

题目答案

答案解析

分析：

电荷在电场中一定受到电场力作用，在磁场中不一定受到洛伦兹力作用．规定正电荷所受电场力方向与该处的电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与该处的电场强度方向相反．根据左手定则判断洛伦兹力方向与磁场方向的关系．

解答：

解：A、当电荷的运动方向与磁场方向平行，则电荷不受洛伦兹力，故AB错误．

C、洛仑兹力一定对运动电荷不做功；故C正确；

D、洛仑兹力永不做功；故不能改变物体的动能；故D错误；

E、洛仑兹力不做功，但可以改变物体速度的方向；故E正确；

故选：CE．

点评：

本题考查洛仑兹力的性质，要注意明确洛仑兹力不做功，但洛仑兹力可以改变物体的运动方向，从而改变速度．

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