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本文格式為Word版,下載可任意編輯——2023秋(粵教版)高中物理選修3第三章磁場第五節(jié)研究洛倫茲力
A級(jí)抓基礎(chǔ)
1.有關(guān)電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中,正確的是()A.電荷在磁場中一定受磁場力的作用B.電荷在電場中一定受電場力的作用
C.電荷受電場力的方向與該處的電場方向一致
D.電荷若受磁場力,則受力方向與該處的磁場方向平行解析:電荷在電場中一定受電場力作用;假使粒子速度方向與磁場線平行,則粒子不受洛倫茲力作用.但假使粒子速度方向不與磁場線平行,則一定受到洛倫茲力作用.
答案:B
2.如下圖的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電荷的運(yùn)動(dòng)速度v和磁場對(duì)電荷的作用力F的相互關(guān)系圖中,畫得正確的是(其中B、F、v兩兩垂直)()
解析:由于B、F、v兩兩垂直,根據(jù)左手定則得:A、B、D選項(xiàng)中電荷所受的洛倫茲力的方向都與圖示F的方向相反,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確.
答案:C
3.帶電粒子(重力不計(jì))穿過飽和蒸汽時(shí),在它走過的路徑上飽和蒸汽便凝成小液滴,從而顯示出粒子的徑跡,這是云室的原理,如圖
是云室的拍攝照片,云室中加了垂直于照片向外的勻強(qiáng)磁場,圖中Oa、Ob、Oc、Od是從O點(diǎn)發(fā)出的四種粒子的徑跡,以下說法中正確的是()
A.四種粒子都帶正電B.四種粒子都帶負(fù)電C.打到a、b點(diǎn)的粒子帶正電D.打到c、d點(diǎn)的粒子帶正電
解析:由左手定則可知,打到a、b點(diǎn)的粒子帶負(fù)電,打到c、d點(diǎn)的粒子帶正電,D正確.
答案:D
4.電子束以一定的初速度沿軸線進(jìn)入螺線管內(nèi),螺線管中通以方向隨時(shí)間而周期性變化的電流,如下圖所示,則電子束在螺線管中做()
A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.加速減速交替的運(yùn)動(dòng)D.來回振動(dòng)
解析:電子速度方向與磁場線平行,則粒子不受洛倫茲力作用,所以電子以原來的速度運(yùn)動(dòng).
答案:A
5.(多項(xiàng)選擇)極光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速?zèng)_進(jìn)高空
稀疏大氣層時(shí),被地球磁場俘獲,從而改變?cè)羞\(yùn)動(dòng)方向,向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)而形成的.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證明,向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的,這主要與以下哪些因素有關(guān)()
A.洛倫茲力對(duì)粒子做負(fù)功,使其動(dòng)能減小B.空氣阻力做負(fù)功,使其動(dòng)能減小C.南、北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度加強(qiáng)D.太陽對(duì)粒子的引力做負(fù)功
解析:地球的磁場由南向北,當(dāng)帶負(fù)電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時(shí),根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向?yàn)橄蛭?,所以粒子將向西偏轉(zhuǎn);當(dāng)帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時(shí),根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向,粒子受到的洛倫茲力始終與速度垂直,所以洛倫茲力不做功,故A錯(cuò)誤;粒子在運(yùn)動(dòng)過程中可能受到空氣的阻力,對(duì)粒子做負(fù)功,所以其動(dòng)能會(huì)減小,故B正確;粒子在運(yùn)動(dòng)過程中,南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng),由洛倫茲力提供向心力,得出的半徑公式,可知,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí),半徑減小,故C正確;粒子在運(yùn)動(dòng)過程中,若電量增大,由洛倫茲力提供向心力,得出的半徑公式,可知,當(dāng)電量增大時(shí),半徑減小,與太陽的引力做功無關(guān),故D錯(cuò)誤.
答案:BC
6.如下圖,一個(gè)帶負(fù)電的物體從絕緣粗糙斜面頂端滑終究端時(shí)的速度為v,若加上一個(gè)垂直紙面向外的磁場,則滑終究端時(shí)()
A.v變大B.v變小C.v不變
D.不能確定v的變化
解析:物體受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下,物體受到的摩擦力變大,到達(dá)底端時(shí)戰(zhàn)勝摩擦力做功增加,動(dòng)能減小,速度變小,B正確.
答案:B
B級(jí)提能力
7.(多項(xiàng)選擇)如下圖,一帶電粒子(重力不計(jì))在勻強(qiáng)磁場中沿圖中所示軌跡運(yùn)動(dòng),中央是一塊薄絕緣板,粒子在穿過絕緣板時(shí)有動(dòng)能損失,由圖可知()
A.粒子的運(yùn)動(dòng)方向是abcdeB.粒子的運(yùn)動(dòng)方向是edcbaC.粒子帶正電
D.粒子在下半周所用時(shí)間比上半周長
v2mv
解析:由Bqv=mr可知r=Bq,因粒子在穿過板后速度減小,則粒子的半徑減小,故說明粒子是由下向上穿過,故運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閑dcba;故A錯(cuò)誤,B正確;粒子受力指向圓心,則由左手定則可知粒子應(yīng)2πm
帶正電,故C正確;因粒子轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=Bq,在轉(zhuǎn)動(dòng)中磁場強(qiáng)度及質(zhì)量沒有變化,故周期不變,而由圖可知,粒子在上下都經(jīng)過半個(gè)周期,故時(shí)間相等,故D錯(cuò)誤.
答案:BC
8.在真空室中,有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,三個(gè)質(zhì)子1、2和3分別以大小相等、方向如下圖的初速度v1、v2和v3經(jīng)過平板
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