高中物理 課時跟蹤檢測（十七）洛倫茲力的應(yīng)用 教科版-1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時跟蹤檢測(十七） 洛倫茲力的應(yīng)用1。帶電油滴以水平向右速度v0垂直進入磁場，恰做勻速直線運動，如圖1所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強度為b，則下述說法正確的是（）圖1a油滴必帶正電荷，電量為b油滴必帶正電荷，比荷為c油滴必帶負電荷，電量為d油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q解析：選c由于帶電的油滴進入磁場中恰做勻速直線運動,且受到的重力向下，洛倫茲力方向必定向上。由左手定則可知油滴一定帶負電荷，且滿足mgqv0b0。所以q，故c正確。2.如圖2所示，在正交的勻強電場和勻強磁場中，一帶電粒子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，則微粒帶電性質(zhì)和環(huán)繞方向分別是()圖2a帶正電,逆時

2、針b帶正電，順時針c帶負電，逆時針d帶負電，順時針解析：選c因帶電粒子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，則所受的重力和電場力平衡，可知電場力方向向上,微粒帶負電；根據(jù)左手定則，微粒沿逆時針方向旋轉(zhuǎn),故選c。3. （多選）如圖3為一“速度選擇器”裝置的示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔o進入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子,可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線oo運動，由o射出，不計重力作用?？赡苓_到上述目的的辦法是(）圖3a使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里b使a板電勢低于b板，磁場方向垂

3、直紙面向里c使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外d使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外解析：選ad要使電子沿直線oo運動，則電子在豎直方向所受電場力和洛倫茲力平衡，若a板電勢高于b板,則電子所受電場力方向豎直向上，其所受洛倫茲力方向必向下，由左手定則可判定磁場方向垂直紙面向里，故a選項正確。同理可判斷d選項正確。4。 (多選)如圖4所示是磁流體發(fā)電機的原理示意圖，金屬板m、n正對平行放置，且板面垂直于紙面，在兩極板之間接有電阻r。在極板間有垂直于紙面向里的勻強磁場.當(dāng)?shù)入x子束（分別帶有等量正、負電荷的離子束）從左向右進入極板時，下列說法中正確的是(不計粒子所受重力)(）圖4an板的電勢

4、高于m板的電勢bm板的電勢高于n板的電勢cr中有由b向a方向的電流dr中有由a向b方向的電流解析：選bd根據(jù)左手定則可知帶正電荷的離子向上極板偏轉(zhuǎn)，帶負電荷的離子向下極板偏轉(zhuǎn)，則m板的電勢高于n板的電勢.m板相當(dāng)于電源的正極，那么r中有由a向b方向的電流，故選b、d.5?；匦铀倨魇羌铀賻щ娏Ｗ拥难b置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個d形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩d形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖5所示，要增大帶電粒子射出時的動能,則下列說法中正確的是（)圖5a增大勻強電場間的加速電壓b減小磁場的磁感應(yīng)強度c減小周期性變化

5、的電場的頻率d增大d形金屬盒的半徑解析:選d粒子最后射出時的旋轉(zhuǎn)半徑為d形盒的最大半徑r，r，ekmv2.可見，要增大粒子射出時的動能，應(yīng)增大磁感應(yīng)強度b和增大d形盒的半徑r，故d正確。6. （多選)在翻蓋手機中，經(jīng)常用霍爾元件來控制翻蓋時開啟或關(guān)閉運行程序。如圖6是霍爾元件示意圖,磁場方向垂直于霍爾元件工作面,通入圖示方向的電流i,mn兩端會形成電勢差umn，下列說法正確的是()圖6a電勢差umn僅與材料有關(guān)b若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差umn0c僅增大m、n間的寬度,電勢差umn變大d通過控制磁感應(yīng)強度可以改變電勢差umn解析：選bcd電流是電荷定向移動形成的，電荷在磁場中運動由

6、于受到洛倫茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在m、n間形成電壓，同時電荷又受到m、n間電壓形成的電場作用，當(dāng)qqvb時，umn穩(wěn)定，d為霍爾元件寬度,v為電荷定向移動速度，因此umn與磁感應(yīng)強度、霍爾元件的材料及形狀有關(guān),a錯誤；由左手定則可知,若載流子是電子，則電子向n端偏移，umn0，b正確；由qqvb可知c、d正確。7.一束幾種不同的正離子， 垂直射入正交的勻強磁場和勻強電場區(qū)域里， 離子束保持原運動方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn).接著進入另一勻強磁場， 發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束，如圖7所示。對這些離子, 可得出結(jié)論(）圖7a它們的動能一定各不相同b它們的電量一定各不相同c它們的質(zhì)量一定各不相同d它們的比荷一定各不相同解

7、析:選d經(jīng)過速度選擇器后的粒子速度相同,粒子所受電場力和洛倫茲力平衡，滿足qvbqe，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有相同的速度v；進入磁場區(qū)軌道半徑不等，根據(jù)公式r,只能說明比荷不同，故a、b、c錯誤，d正確.8(多選）設(shè)空間存在豎直向下的勻強電場，垂直紙面向里的勻強磁場，如圖8所示。已知一離子在電場力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自a點沿曲線acb運動,到達b點時速度為零,c點是運動的最低點,忽略重力,以下說法正確的是（)圖8a離子必帶正電荷ba和b位于同一高度c離子在c點時速度最大d離子到達b點后，將沿原曲線返回a點解析:選abc離子從靜止開始運動的方向向下，電場強度方向也向下,所以離子必帶正電荷

8、,a正確；因為洛倫茲力不做功,只有靜電力做功，a、b兩點速度都為0，根據(jù)動能定理可知，離子從a到b運動過程中，電場力不做功，故a、b位于同一高度，b正確；c點是最低點，從a到c運動過程中電場力做正功最大，根據(jù)動能定理可知離子在c點時速度最大，c正確;到達b點時速度為零，將重復(fù)剛才acb的運動，向右運動，不會返回，故d錯誤.9.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度。電磁血流計由一對電極a和b以及一對磁極n和s構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸,兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖9所示。由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動，

9、電極a、b之間會有微小電勢差.在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零。在某次監(jiān)測中，兩觸點間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略,兩觸點間的電勢差為160 v，磁感應(yīng)強度的大小為0.040 t.則血流速度的近似值和電極a、b的正負為(）圖9a1.3 m/s,a正、b負b2。7 m/s,a正、b負c1.3 m/s，a負、b正 d2。7 m/s，a負、b正解析：選a根據(jù)左手定則，正離子在磁場中受到洛倫茲力的作用向上偏，負離子在磁場中受到洛倫茲力的作用向下偏,因此電極a為正極,電極b為負極；當(dāng)達到平衡時,血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零,

10、則qebqv，又e,得v m/s1。3 m/s,選項a正確。10。如圖10所示,兩導(dǎo)體板水平放置,兩板間電勢差為u，帶電粒子以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場，則粒子射入磁場和射出磁場的m、n兩點間的距離d隨著u和v0的變化情況為（）圖10ad隨v0增大而增大，d與u無關(guān)bd隨v0增大而增大,d隨u增大而增大cd隨u增大而增大，d與v0無關(guān)dd隨v0增大而增大，d隨u增大而減小解析：選a設(shè)粒子從m點進入磁場時的速度大小為v，該速度與水平方向的夾角為，故有v.粒子在磁場中做勻速圓周運動半徑為r。而mn之間的距離為d2rcos 。

11、聯(lián)立解得d2 ,故選項a正確。11. (2015江蘇高考節(jié)選)一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖11所示，電荷量均為q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為u0的加速電場,其初速度幾乎為零.這些離子經(jīng)加速后通過狹縫o沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場，最后打在底片上。已知放置底片的區(qū)域mnl，且oml。某次測量發(fā)現(xiàn)mn中左側(cè)區(qū)域mq損壞,檢測不到離子，但右側(cè)區(qū)域qn仍能正常檢測到離子。在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在mq的離子即可在qn檢測到。圖11(1)求原本打在mn中點p的離子質(zhì)量m；(2）為使原本打在p的離子能打在qn區(qū)域，求加速電壓u的調(diào)節(jié)范圍。解析：(1）離子在電場中加速，qu0mv2在磁場中做勻速圓周運動，qvbm解得r0 代入r0l,解得m。（2）由（1)知,u，離子打在q點時，rl,得u離子打在n點時，rl，得u則電壓的范圍u。答案：(1）(2)u12.如圖12所示，一個質(zhì)量為m、帶電量為q的小球，以初速度v0自h高度處水平拋出。不計空氣阻力，重力加速度為g。圖12(1）若在空間豎直方向加一個勻強電場，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運動，求該勻強電場的場強e的大?。?2)若在空間再加一個垂直紙面向外的勻強磁場，小球水平拋出后恰沿圓弧軌跡運動，落地點p到拋出點的距離為h,求該磁場磁感應(yīng)強度b的大小。解析:(1)小球做勻速直線運動，說明重力和電場力平衡，根據(jù)平衡條件