单选题
在均匀磁场中,当电荷的运动方向与磁场方向()时所受电磁力最大。
A
平行
B
垂直
C
成某一角度
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是**洛伦兹力**(运动电荷在磁场中受到的力)的大小与方向的关系。
### 1. 核心公式
运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力 $F$ 的大小由以下公式决定:
$$ F = qvB \sin\theta $$
其中:
* $q$ 是电荷量
* $v$ 是电荷运动的速度大小
* $B$ 是磁感应强度的大小
* $\theta$ 是**速度方向**(即运动方向)与**磁场方向**之间的夹角
### 2. 逻辑推导
我们要寻找受力 $F$ **最大**的情况。由于 $q$、$v$、$B$ 均为定值(或非零常数),$F$ 的大小主要取决于 $\sin\theta$ 的值。
* **当 $\theta = 0^\circ$ 或 $180^\circ$ 时**(即运动方向与磁场方向**平行**):
$$ \sin 0^\circ = 0, \quad \sin 180^\circ = 0 $$
此时 $F = 0$,电荷不受洛伦兹力。对应选项 A。
* **当 $\theta = 90^\circ$ 时**(即运动方向与磁场方向**垂直**):
$$ \sin 90^\circ = 1 $$
此时 $\sin\theta$ 取得最大值 1,因此洛伦兹力 $F$ 达到最大值 $F_{max} = qvB$。对应选项 B。
* **当 $\theta$ 为其他角度时**:
$$ 0 < \sin\theta < 1 $$
此时受力介于 0 和最大值之间。对应选项 C。
### 3. 结论
综上所述,当电荷的运动方向与磁场方向**垂直**时,$\sin\theta$ 最大,所受电磁力(洛伦兹力)最大。
故正确答案为:**B**
题目纠错
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