（課堂設(shè)計(jì)）高中物理 第6章第3節(jié) 洛倫茲力的應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固試題 魯科版選修3-1

第3節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固1．電子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 ()A．速度越大，周期越大B．速度越小，周期越大C．速度方向與磁場方向平行D．速度方向與磁場方向垂直解析：由粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式T＝eq\f(2πm,qB)可知周期的大小與速率無關(guān)，A、B錯(cuò)誤，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，速度方向與磁場方向垂直，C錯(cuò)誤，D正確．答案：D2．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖6－3－16所示．這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是()A．離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B．離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器圖6－3－16C．離子從磁場中獲得能量圖6－3－16D．離子從電場中獲得能量答案：AD3.如圖6－3－17所示，一水平導(dǎo)線通以電流I，導(dǎo)線下方有一電子，初速度方向與電流平行，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)情況，下述說法中，正確的是()圖6－3－17A．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越大圖6－3－17B．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越小C．沿路徑b運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越小D．沿路徑b運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越大解析：由安培定則可判斷，導(dǎo)線I下方的磁場方向垂直紙面向外，由左手定則可判斷，電子將向下偏轉(zhuǎn)，由于離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小，由r＝eq\f(mv,qB)知電子運(yùn)動(dòng)的半徑越來越大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A圖6－3－184.如圖6－3－18所示，在第Ⅰ象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速率，沿與x軸成30°的方向從原點(diǎn)射入磁場，則正、負(fù)電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為 ()圖6－3－18A．1∶2B．2∶1C．1∶eq\r(3)D．1∶1答案：B知能提升5.如圖6－3－19是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1、A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場．下列表述正確的是 ()圖6－3－19A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具圖6－3－19B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案：ABC6.把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場中，如圖6－3－20所示，磁場方向垂直于內(nèi)、外表面水平向外，金屬塊中有電流通過．設(shè)金屬塊上、下兩表面的電勢分別是U上、U下，則()A．U上>U下圖6－3－20B．U上＝U下圖6－3－20C．U上<U下D．不能判斷哪一面電勢較高解析：本題考查金屬塊中電流的形成及上、下表面的電勢．金屬塊中的電流是自由電子定向移動(dòng)形成的，電子受到洛倫茲力的作用而向下偏轉(zhuǎn)，在金屬塊的上、下表面分別積聚正、負(fù)電荷，故上板電勢高，A正確，B、C、D錯(cuò)．故正確答案為A.答案：A圖6－3－217.如圖6－3－21所示，MN表示真空室中垂直于紙面放置的感光板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一個(gè)電荷量為q的帶電粒子從感光板上的狹縫O處以垂直于感光板的初速度v射入磁場區(qū)域，最后到達(dá)感光板上的P點(diǎn).經(jīng)測量P、O間的距離為l，不計(jì)帶電粒子受到的重力．求：圖6－3－21(1)帶電粒子所受洛倫茲力的大??；(2)帶電粒子的質(zhì)量．解析：(1)由洛倫茲力公式得F＝qvB(2)由洛倫茲力提供向心力得qvB＝meq\f(v2,r)由題意得r＝eq\f(l,2)聯(lián)立以上兩式解得帶電粒子的質(zhì)量為m＝eq\f(qBl,2v)答案：(1)qvB(2)eq\f(qBl,2v)圖6－3－228.如圖6－3－22所示，AB間存在方向與豎直方向成45°角斜向上的勻強(qiáng)電場E1，BC間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場E2，AB間距為0.2m，BC間距為0.1m，C為熒光屏．質(zhì)量m＝1.0×10－3kg，電荷量q＝＋1.0×10－2C的帶電粒子由a點(diǎn)靜止釋放，恰好沿水平方向經(jīng)過b點(diǎn)到達(dá)熒光屏的O點(diǎn)．若在BC間再加方向垂直紙面向外、大小B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場，粒子經(jīng)b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O′點(diǎn)(未畫出)．取g＝10m/s圖6－3－22(1)E1的大?。?2)加上磁場后，粒子由b點(diǎn)到O′點(diǎn)電勢能的變化量．解析：(1)粒子在AB間做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受力如右圖所示，qE1cos45°＝mgE1＝eq\f(mg,qcos45°)＝eq\r(2)V/m＝1.4V/m.(2)由動(dòng)能定理得：qE1sin45°·dAB＝eq\f(1,2)mvb2vb＝eq\r(\f(2qE1sin45°·dAB,m))＝eq\r(2gdAB)＝2m/s加磁場前粒子在BC間作勻速直線運(yùn)動(dòng)則有qE2＝mg加磁場后粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖．由洛倫茲力提供向心力得qvbB＝eq\f(mvb2,R)，得R＝eq\f(mvb,qB)＝0.