2017-2018學年高中物理課時跟蹤檢測(十七)洛倫茲力的應用教科版選修3-1

1、課時跟蹤檢測（十七）洛倫茲力的應用、基礎題熟1.1.帶電油滴以水平向右速度Vo垂直進入磁場，恰做勻速直線運動，如圖1 1 所示，若油滴質(zhì)量為m磁感應強度為B,則下述說法正確的是（解析：選 C 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A.A. 油滴必帶正電荷，電量為mgvoBB B油滴必帶正電荷，比荷為q=qmTvoBC.C. 油滴必帶負電荷，電量為mgvoBD D油滴帶什么電荷都可以，只要滿足mgq=V0B解析：選 C 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

2、必定向上。由左手定則可知油滴一定帶負電荷,V 7mg且滿足mg- qvoB= 0 0o 所以q=VoB故 C C 正確。帶電粒子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周B B帶正電，順時針C.C. 帶負電，逆時針D D帶負電，順時針Co帶正電，逆時針A.A.2.2.如圖2 2所示， 在正交的勻強電場和勻強磁場中, 運動，則微粒帶電性質(zhì)和環(huán)繞方向分別是（）圖 2 223.3.（多選） 如圖 3 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, 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0O運動，由O射出，不計重力作用。可能達到上述目的的辦

3、法是（ ）_a_.kb圖 3 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 ADAD 要使電子沿直線00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 A 選項正確。同理可判斷 D D 選項正確。4.4.（多選）如圖 4 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

4、有垂直于紙面向里的勻強磁場。當?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 4 4j,TA. N板的電勢高于M板的電勢B. M板的電勢高于N板的電勢C. R中有由b向a方向的電流7/嚴D. R中有由a向b方向的電流解析：選 BDBD 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CIA3極板偏轉(zhuǎn)，則M板的電勢高于N板的電勢。M板相當于電源的正極，那么R中有由a向b方 向的電流，故選 B B、DoDo5.5.回旋加速器是加速帶電粒子的

5、裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個 D 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 D 形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖5 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（）4A.A. 增大勻強電場間的加速電壓B.B. 減小磁場的磁感應強度C.C. 減小周期性變化的電場的頻率D.D. 增大 D D 形金屬盒的半徑可見，要增大粒子射出時的動能，應增大磁感應強度B和增大 D D 形盒的半徑R,故 D D 正確。6.6.（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閉運行程序。如圖6 6是霍爾元件示意圖，磁場

6、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A.A. 電勢差UMN僅與材料有關B.B.若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UMN0C.C.僅增大 M M N N 間的寬度，電勢差UMN變大D.D.通過控制磁感應強度可以改變電勢差UMN解析：選 BCDBCD 電流是電荷定向移動形成的，電荷在磁場中運動由于受到洛倫茲力作用UMN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，當珥=qvB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與磁感應強度、霍爾 元件的材料及形狀有關， A A 錯誤；由左手定則可知，若載流子是電子，則電子向N端偏

7、移,UMNUMN0, B B 正確；由qd=qvB可知 C C、D D 正確。二、易錯題明7.7. 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，離子束保持解析：選 D D 粒子最后射出時的旋轉(zhuǎn)半徑為D D 形盒的最大半徑mv1 12q2B2R2RR=晶壓=2 2mv=2m。成電勢差UMN,下列說法正確的是（圖 5 55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 7 所示。對這些離子， 可得出結論（ ）6A.A. 它們的動能一定各不相同B.B. 它們的電量一定各不相同C.C. 它們的質(zhì)量一定各不相同D.D. 它們的比荷一定各不相同解析：選 D

8、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E足qvB=qE即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有相同的速度v=R;進入磁場區(qū)軌道半徑不等，根據(jù)公mv式，只能說明比荷不同，故AB B、C C 錯誤，D D 正確。qB& & （多選）設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ACE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（）B. A和B位于同一高度C.離子在C點時速度取大D.離子到達B點后，將沿原曲線返回解析：選 ABCABC 離子從靜止開始運動的方向向下，電場強

9、度方向也向下，所以離子必帶8 8 所示。X XX XXX X1 -ll圖 7 7A.A.離子圖 8 87正電荷，A A 正確；因為洛倫茲力不做功，只有靜電力做功， 定理可知，離子從A到B運動過程中，電場力不做功，故點是最低點，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 C 正確；到達B點時速度為零，將重復剛才ACB勺運動，向右運動，不會返回，故D D錯誤。三、能力題惣通9.9.醫(yī)生做某些特殊手術時， 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 N 和 S S 構成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、bA B兩點速度

10、都為 0 0，根據(jù)動能A B位于同一高度，B B 正確；C8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 9 所示。由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動，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3.03.0 mmmm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160160 卩 V V,磁感應強度的大小為 0.0400.040 T T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負為（）A.A. 1.31.3 m/sm/s ,a正、b負B B. 2.72.7 m/sm/s

11、 ,a正、b負C.C. 1.31.3 m/sm/s ,a負、b正D D . 2.72.7 m/sm/s ,a負、b正解析：選 A 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m/sm/s = 1.31.3 m/sm/s，選項 A A 正確。10.10.如圖 1010 所示， 兩導體板水平放置，兩板間電勢差為U,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MN兩點間的距離d隨著U和V0的變化情況為（）V0故有V=COTCOTT。粒子在磁場中做勻速圓周運動半徑為0。聯(lián)立解得d=

12、 2 2，故選項 A A 正確。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,則qE= Bqv,又E=U，得v=磊=160160X1010 0.040.04 x 3 3X 1010A.A.d隨V0增大而增大,d與U無關B Bd隨V0增大而增大,C.C.d隨U增大而增大,D Dd隨V0增大而增大,解析：選 A A 設粒子從d隨U增大而增大d與V。無關d隨U增大而減小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r=吊而MN之間的距離為d=2rcos測電霽并圖 10109qB11.11. （20152015 江蘇高考

13、節(jié)選）一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖1111 所示，電荷量均為+q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為Uo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強度為B的勻強磁場，最后打在底片上。已知放置底片的- - 2 2 一 1 1區(qū)域MN= L,且0M= L。某次測量發(fā)現(xiàn)MN中左側 3 3 區(qū)域MQt壞，檢測不到離子，但右側 -區(qū) 域QN仍能正常檢測到離子。在適當調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ勺離子即可在QN檢測到。12.12.如圖 1212 所示，一個質(zhì)量為m帶電量為+q的小球，以初速度V。自h高度處水平拋出。不計空氣阻力，重力加速度為go圖 1212(1)(1)若在空間

14、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的大小;1 12解析：(1)(1)離子在電場中加速，qU= q qmv在磁場中做勻速圓周運動，2vqvB=mr1/2mU解得尸B,；q代入ro= | |L,解得仆欝。由知，U=罟二，5 5100U)100U)離子打在Q點時，r =- L,得U=6 68181離子打在N點時，r=L,得U=罟則電壓的范圍100100U01616U0w UW亍9qB2L2答案：（1）3232U0100100U01616U0 K K w w 6T6T圖 1111求原本打在MN中點P的離子質(zhì)量m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。11(2)(2)若在空間再加一個垂直紙面向外的勻強磁場，小球水