高中物理第章打開電磁學(xué)大門學(xué)業(yè)分層測評洛倫茲力應(yīng)用魯科選修2

版高中物理第章打開電磁學(xué)的大門學(xué)業(yè)分層測評洛倫茲力的應(yīng)用魯科版選修版高中物理第章打開電磁學(xué)的大門學(xué)業(yè)分層測評洛倫茲力的應(yīng)用魯科版選修PAGE版高中物理第章打開電磁學(xué)的大門學(xué)業(yè)分層測評洛倫茲力的應(yīng)用魯科版選修學(xué)業(yè)分層測評(十)洛倫茲力的應(yīng)用(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1.如圖3-3-10所示是陰極射線管的表示圖，接通電源后，會有電子從陰極K射旭日極A，并在熒光屏上形成一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，以下舉措中可行的是()圖3-3-10A．加一方向平行紙面向上的磁場B．加一方向平行紙面向下的磁場C．加一方向垂直紙面向里的磁場D．加一方向垂直紙面向外的磁場【分析】要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，就是使電子向下偏轉(zhuǎn)，由左手定章因?yàn)殡娮訋ж?fù)電，所以四指應(yīng)指向左，拇指指向下，可到手心朝外，即應(yīng)加一方向垂直紙面向里的磁場．【答案】C2．(多項(xiàng)選擇)帶電粒子在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的物理原理可運(yùn)用于各樣科學(xué)實(shí)驗(yàn)和電器中，下邊利用了此物理原理的裝置有()A．磁流體發(fā)電機(jī)B．電子顯像管C．盤旋加快器D．洗衣機(jī)【分析】磁流體發(fā)電機(jī)是利用帶電粒子在磁場中受洛倫茲力向A、B兩極偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而保證A、B兩極間有足夠的正負(fù)電荷形成電源兩極；電子顯像管是利用磁場中電子受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)打到熒光屏上顯像；盤旋加快器是利用帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)半周達(dá)到盤旋再加快的目的；洗衣機(jī)是磁場對電流產(chǎn)生安培力，進(jìn)而使洗衣機(jī)轉(zhuǎn)動，應(yīng)選A、B、C.【答案】ABC3．如圖3-3-11所示，平行金屬板上板帶負(fù)電，下板帶等量正電，兩板間還有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場．一帶電粒子(不計(jì)重力)以速度v0垂直于電場線和磁感線射入，恰能沿直線穿過此地區(qū)．若使磁場加強(qiáng)，其余條件不變，粒子仍以v0垂直射入，則粒子落到極板上．設(shè)落到極板上時速度為v，則()圖3-3-11A．v＝v0B．v>v0C．v<v0D．因?yàn)榱Ｗ与娦晕粗?，所以不可以確立【分析】磁場加強(qiáng)、洛倫茲力大于電場力，電場力做負(fù)功，動能減小，速度減小，應(yīng)選C.【答案】C4.顯像管的構(gòu)造如圖3-3-12所示，電子槍是由安裝在真空玻璃管內(nèi)的一個陰極、一個陽極而構(gòu)成的，陰極接高壓電源的負(fù)極，陽極接正極．從陰極產(chǎn)生的電子，在兩極之間的電場力的作用下從陰極加快飛旭日極，并從陽極射進(jìn)由偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場內(nèi)，電子束在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)當(dāng)沿什么方向()圖3-3-12A．垂直紙面向外B．豎直向上C．垂直紙面向內(nèi)D．豎直向下【分析】由圖知，電子束遇到的洛倫茲力方向向上，電子帶負(fù)電，應(yīng)用左手定章時注意四指的指向應(yīng)當(dāng)是電子運(yùn)動的反方向，所以由左手定章可判斷，磁場方向垂直紙面向外．【答案】A5.如圖3-3-13所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強(qiáng)磁場中，通電時銅板中電子流方向向上，因?yàn)榇艌鲎饔?，則()圖3-3-13A．板左邊齊集好多電子，使b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢B．板左邊齊集好多電子，使a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢C．板右邊齊集好多電子，使b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢D．板右邊齊集好多電子，使a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢【分析】由左手定章判斷，電子向右邊偏轉(zhuǎn)．【答案】D6．(多項(xiàng)選擇)在盤旋加快器中，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．電場用來加快帶電粒子，磁場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)B．電場和磁場同時用來加快帶電粒子C．在確立的溝通電壓下，盤旋加快器D形金屬盒的半徑越大，同一帶電粒子獲取的動能就越大D．同一帶電粒子獲取的最大動能只與溝通電源的電壓相關(guān)，而與溝通電的頻次沒關(guān)【分析】盤旋加快器中，電場使帶電粒子加快，磁場只使帶電粒子偏轉(zhuǎn)，故A對，B錯；同一粒子獲取的最大動能Ekm＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(q2B2R2,2m)知取決于盤旋半徑，與溝通電壓、頻次均沒關(guān)，故C對，D錯．【答案】AC7.(多項(xiàng)選擇)當(dāng)前生界上正在研究一種新式發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖3-3-14表示它的原理：將一束等離子體(包括正、負(fù)離子)發(fā)射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B，于是金屬板上就匯齊集電荷，產(chǎn)生電壓．以下說法正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號：18152073】圖3-3-14A．B板帶正電B．A板帶正電C．其余條件不變，只增大射入速度，UAB增大D．其余條件不變，只增大磁感覺強(qiáng)度，UAB增大【分析】依據(jù)左手定章，正離子進(jìn)入磁場遇到的洛倫茲力向下，A正確，B錯誤．最后，離子受力均衡有qBv＝qeq\f(UAB,d)，可得UAB＝Bvd，C、D正確．【答案】ACD8．如圖3-3-15所示，一帶負(fù)電的粒子從上向下射入互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場并存的地區(qū)，磁感覺強(qiáng)度為B，若使該粒子做勻速運(yùn)動，電場強(qiáng)度方向應(yīng)(不計(jì)重力)()圖3-3-15A．與磁場方向平行且向里B．與磁場方向平行且向外C．與磁場方向垂直且向左D．與磁場方向垂直且向右【分析】由左手定章可知，此粒子所受洛倫茲力方向水平向左，要使粒子做勻速運(yùn)動，粒子所受電場力應(yīng)向右，因?yàn)榱Ｗ訋ж?fù)電，故電場強(qiáng)度方向與磁場方向垂直且向左．【答案】C[能力提高]9.醫(yī)生做某些特別手術(shù)時，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測經(jīng)過動脈的血流速度．電磁血流計(jì)由一對電極a和b以及一對磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是平均的．使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖3-3-16所示．因?yàn)檠褐械恼?、?fù)離子隨血液一同在磁場中運(yùn)動，電極a、b之間會有微小電勢差．在達(dá)到均衡時，血管內(nèi)部的電場可看做勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的協(xié)力為零．在某次監(jiān)測中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽視，兩觸點(diǎn)間的電勢差為160μV，磁感覺強(qiáng)度的大小為0.040T．則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為()圖3-3-16A．1.3m/s，a正、b負(fù)B．2.7m/s，a正、b負(fù)C．1.3m/s，a負(fù)、b正D．2.7m/s，a負(fù)、b正【分析】依據(jù)左手定章，正離子在磁場中遇到洛倫茲力作用向上偏，負(fù)離子在磁場中遇到洛倫茲力作用向下偏，所以電極a、b的正負(fù)為a正、b負(fù)；當(dāng)穩(wěn)準(zhǔn)時，血液中的離子所受的電場力和磁場力的協(xié)力為零，則qE＝qvB，可得v＝eq\f(E,B)＝eq\f(U,Bd)＝1.3m/s，A對．【答案】A10．(多項(xiàng)選擇)如圖3-3-17所示是質(zhì)譜儀的工作原理表示圖．帶電粒子被加快電場加快后，進(jìn)入速度選擇器，速度選擇器內(nèi)互相正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度為B和E.平板S上有可讓粒子經(jīng)過的狹縫P和記錄粒子地點(diǎn)的膠片A1A2.平板S下方有磁感覺強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場．則以下表述正確的選項(xiàng)是()圖3-3-17A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能經(jīng)過狹縫P的帶電粒子的速率等于eq\f(B,E)D．粒子打在膠片上的地點(diǎn)越湊近狹縫P，粒子的比荷越小【分析】由加快電場可知粒子所受電場力向下，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場水平向右，洛倫茲力水平向左，所以速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外，B正確；粒子經(jīng)過速度選擇器時知足qE＝qvB，可知能經(jīng)過狹縫P的帶電粒子的速率等于eq\f(E,B)，C錯誤．帶電粒子進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動時有R＝eq\f(mv,qB)，可見當(dāng)v同樣時，R∝eq\f(m,q)，所以可以用來劃分同位素，且R越大，比荷就越小，A正確，D錯誤．【答案】AB11．如圖3-3-18所示，在真空中勻強(qiáng)電場的方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向里，三個油滴a、b、c帶有等量同種電荷，此中a靜止，b向右做勻速運(yùn)動，c向左做勻速運(yùn)動，則三個油滴中________最重，________最輕．圖3-3-18【分析】由a靜止知，三個球帶的是負(fù)電，再由左手定章和物體的均衡條件對a球有Ga＝qE，對b球有Gb＋qvbB＝qE，對c球有Gc＝qE＋qvcB，比較以上三式知最重的是c球，最輕的是b球．【答案】cb12．盤旋加快器D形盒中央為質(zhì)子流，D形盒間的加快電壓為U＝2×104V.靜止質(zhì)子經(jīng)電場加快后，進(jìn)入D形盒，其最大軌道半徑R＝1m．若磁場的磁感覺強(qiáng)度B＝1.5T，問：質(zhì)子最先進(jìn)入D形盒的動能多大？質(zhì)子經(jīng)盤旋加快器獲取的最大動能多大？(已知質(zhì)子的質(zhì)量m＝1.67×10－27kg，電荷量q＝1.6×10－19C)【導(dǎo)學(xué)號：18152074】【分析】質(zhì)子從靜止加快進(jìn)入D形盒時的動能Ek＝qU＝1.6×10－19×2×104J＝3.2×10－15J，當(dāng)半徑達(dá)