高中物理 3.6 洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)每課一練 粵教版選修3-1

1、3.6 洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù) 每課一練（粵教版選修3-1） 一、單項(xiàng)選擇題1如圖3616所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)足夠大)，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速度沿與x軸成30角的方向從原點(diǎn)垂直磁場(chǎng)射入，則負(fù)電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為()圖3616A1 B12 C11 D21解析：正負(fù)電荷在磁場(chǎng)中軌跡如圖所示，由幾何知識(shí)，160，2120，則t，所以t1t212.答案：B2如圖3617所示，在xOy平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿x軸正向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于xOy平面向里一電子在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向保持不變則電子的運(yùn)動(dòng)方向沿()圖3617Ax軸正向Bx軸負(fù)向Cy軸正向 Dy

2、軸負(fù)向解析：電子受靜電力方向一定水平向左，所以需要受向右的磁場(chǎng)力才能做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則進(jìn)行判斷可得電子應(yīng)沿y軸正向運(yùn)動(dòng)答案：C3真空中兩根長(zhǎng)直金屬導(dǎo)線平行放置，其中一根導(dǎo)線中通有恒定電流，在兩導(dǎo)線所確定的平面內(nèi)，一電子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡的一部分如圖3618所示中的曲線PQ所示，則一定是()圖3618Aab導(dǎo)線中通有從a至b方向的電流Bab導(dǎo)線中通有從b到a方向的電流Ccd導(dǎo)線中通有從c到d方向的電流Dcd導(dǎo)線中通有從d到c方向的電流解析：根據(jù)曲率半徑的變化知r，B增大時(shí)，r變小，可知cd通有電流，根據(jù)右手定則知方向從d到c.答案：D4設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如

3、圖3619所示已知一離子在靜電力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略重力，下述說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()圖3619A該離子必帶正電荷BA點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度C離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大D離子到達(dá)B點(diǎn)后，將沿原曲線返回A點(diǎn)解析：粒子只受洛倫茲力和電場(chǎng)力作用，根據(jù)軌跡的彎曲方向和左手定則知A正確電場(chǎng)力做功時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能之和不變，B正確由A到C電場(chǎng)力做功最多，由動(dòng)能定理知C正確粒子到B后，重復(fù)ACB的運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)答案：D二、雙項(xiàng)選擇題5如圖3620所示，直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷相同的兩個(gè)粒子沿AB方向射入磁場(chǎng)，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出

4、，則()圖3620A從P射出的粒子速度大B從Q射出的粒子速度大C從P射出的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)D兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)解析：由幾何知識(shí)知兩粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角相同，周期T也相同，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同又因?yàn)閞PrQ，半徑r，故從P點(diǎn)射出粒子的速度小于從Q點(diǎn)射出的速度，如圖所示答案：BD6電子以垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的速度v，從a點(diǎn)進(jìn)入長(zhǎng)為d，寬為L(zhǎng)的磁場(chǎng)區(qū)域，偏轉(zhuǎn)后從b點(diǎn)離開磁場(chǎng)，如圖3621所示，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么()圖3621A電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間td/vB電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/vC洛倫茲力對(duì)電子做的功是WBev2tD電子在b點(diǎn)的速度值也為v解析：由于電子做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

5、故運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/v，B項(xiàng)正確；由洛倫茲力不做功可得C錯(cuò)誤，D正確答案：BD7如圖3622長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平極板間，只有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，極板間距離也為L(zhǎng)，極板不帶電現(xiàn)有質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平入射，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是()圖3622A使粒子速度v B使粒子速度vC使粒子速度v D使粒子速度v解析：這是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界條件問題，粒子不打在極板上，即粒子剛好沿極板邊緣飛出的情況可以利用帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何知識(shí)求解粒子能從右邊穿出的運(yùn)動(dòng)半徑臨界值為r1，有rL2(r1)2，得r1L，又

6、因?yàn)閞1得v1，所以v時(shí)粒子能從右邊穿出粒子從左邊穿出的運(yùn)動(dòng)半徑的臨界值為r2，則r2得v2，所以v時(shí)粒子能從左邊穿出答案：AB8如圖3623所示，a為帶正電的小物塊，b是一不帶電的絕緣物塊(設(shè)a、b間無(wú)電荷轉(zhuǎn)移)，a、b疊放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)現(xiàn)用水平恒力F拉b物塊，使a、b一起無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)階段()圖3623Aa對(duì)b的壓力不變Ba對(duì)b的壓力變大Ca、b物塊間的摩擦力變小 Da、b物塊間的摩擦力不變解析：本題考查帶電物體在磁場(chǎng)中的受力分析，只要弄清了F洛和速度的關(guān)系，再結(jié)合其他力進(jìn)行分析即可求解ab始終一起運(yùn)動(dòng)，a在豎起面上受力平衡，由F

7、洛Bqv知，ab加速的過(guò)程中，F(xiàn)洛增大，所以根據(jù)平衡條件FNF洛Ga知：FN增大，B正確選ab為整體作為研究對(duì)象，同樣有對(duì)地壓力增大的現(xiàn)象，整體由牛頓第二定律得FfMafFN由知加速度a減小，對(duì)小物塊a受力分析得在水平方向fma減小，C正確答案：BC9如圖3624所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電微粒從a點(diǎn)進(jìn)入場(chǎng)區(qū)并剛好能沿ab直線向上運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()圖3624A微粒一定帶負(fù)電 B微粒的動(dòng)能一定減小C微粒的電勢(shì)能一定增加 D微粒的機(jī)械能一定增加解析：微粒進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后沿直線ab運(yùn)動(dòng)，則微粒受到的合力或者為零，或者合力方向在ab直線上

8、(垂直于運(yùn)動(dòng)方向的合力仍為零)若微粒所受合力不為零，則必然做變速運(yùn)動(dòng)，由于速度的變化會(huì)導(dǎo)致洛倫茲力變化，則微粒在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上的合力不再為零，微粒就不能沿直線運(yùn)動(dòng)，因此微粒所受合力只能為零而做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若微粒帶正電，則受力分析如下圖甲所示，合力不可能為零，故微粒一定帶負(fù)電，受力分析如圖乙所示，故A正確，B錯(cuò)；靜電力做正功，微粒電勢(shì)能減小，機(jī)械能增大，故C錯(cuò)，D正確答案：AD三、非選擇題10一個(gè)帶電微粒在圖3625所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，該帶電微粒必然帶_(填“正”或“負(fù)”)電，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開(填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)若已知圓的半徑為r，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E

9、，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，重力加速度為g，則線速度為_圖3625解析：因帶電微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力必與重力平衡，所以帶電微粒必帶負(fù)電由左手定則可知微粒應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力平衡有：mgqE根據(jù)牛頓第二定律有：qvBm，聯(lián)立解得：v.答案：負(fù)逆時(shí)針11如圖3626所示，一束電子流以速度v通過(guò)一處于矩形空間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，速度方向與磁感線垂直，且平行于矩形空間的其中一邊，矩形空間邊長(zhǎng)為和a，電子剛好從矩形的相對(duì)的兩個(gè)頂點(diǎn)間通過(guò)，求電子在磁場(chǎng)中的飛行時(shí)間圖3626解析：根據(jù)題意可知圓心應(yīng)在AB延長(zhǎng)線上，設(shè)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，則有r2(ra)2()2，得r2a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧所對(duì)圓心角為60，所以t.答案：12如圖3627所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面(紙面)向外一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過(guò)y軸上yh處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)y軸上y2h處的P3點(diǎn)不計(jì)重力求：圖3627(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向；(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小