專題21 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（講義）-高考物理專題講義

試卷第=page11頁(yè)，總=sectionpages33頁(yè)專題21帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（講義）一、核心知識(shí)一、基本概念1．洛倫茲力、洛倫茲力的方向、洛倫茲力公式(1)洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力．(2)洛倫茲力的方向①判斷方法：左手定則．a(chǎn)．磁感線垂直穿過(guò)手心．b．四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向．c．拇指指向正電荷所受洛倫茲力的方向．②方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于B和v決定的平面．(注意：B和v不一定垂直)(3)洛倫茲力的大小：F＝qvBsinθ，θ為v與B的夾角．①v∥B時(shí)，洛倫茲力F＝0.②v⊥B時(shí)，洛倫茲力F＝qvB.③v＝0時(shí)，洛倫茲力F＝0.2．洛倫茲力與安培力的聯(lián)系與區(qū)別(1)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是相同性質(zhì)的力．(2)安培力可以做功，而洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功．3．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)洛倫茲力的特點(diǎn)洛倫茲力不改變帶電粒子速度的大小，或者說(shuō)，洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功．(2)粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)(不計(jì)重力時(shí))①若v0∥B，則粒子不受洛倫茲力，在磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)．②若v0⊥B，則帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．(3)半徑和周期公式①由qvB＝meq\f(v2,r)，得r＝eq\f(mv,qB).②由v＝eq\f(2πr,T)，得T＝eq\f(2πm,qB).二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)1．“圓心”的確定方法方法一：由兩點(diǎn)和兩線確定圓心，畫(huà)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡．確定帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩個(gè)特殊點(diǎn)(一般是射入和射出磁場(chǎng)時(shí)的兩點(diǎn))，過(guò)這兩點(diǎn)作帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向的垂線(這兩垂線即為粒子在這兩點(diǎn)所受洛倫茲力的方向)，則兩垂線的交點(diǎn)就是圓心，如圖(a)所示．方法二：若只已知過(guò)其中一個(gè)點(diǎn)的粒子運(yùn)動(dòng)方向，則除過(guò)已知運(yùn)動(dòng)方向的該點(diǎn)作垂線外，還要將這兩點(diǎn)相連作弦，再作弦的中垂線，兩垂線交點(diǎn)就是圓心，如圖(b)所示．方法三：若只已知一個(gè)點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)方向，也知另外某時(shí)刻的速度方向，但不確定該速度方向所在的點(diǎn)，如圖(c)所示，此時(shí)要將其中一速度的延長(zhǎng)線與另一速度的反向延長(zhǎng)線相交成一角(∠PAM)，畫(huà)出該角的角平分線，它與已知點(diǎn)的速度的垂線交于一點(diǎn)O，該點(diǎn)就是圓心．2．“半徑”的確定方法方法一：由物理方程求：半徑R＝eq\f(mv,qB)；方法二：由幾何方程求：一般由數(shù)學(xué)知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)計(jì)算來(lái)確定．3．“圓心角與時(shí)間”的確定方法(1)速度的偏向角φ＝圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角(回旋角)θ＝2倍的弦切角α，如圖(d)所示．(2)時(shí)間的計(jì)算方法．方法一：由圓心角求，t＝eq\f(θ,2π)·T；方法二：由弧長(zhǎng)求，t＝eq\f(s,v).4．帶電粒子在不同邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)直線邊界(進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖所示)．(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)．(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖所示)．三、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的臨界問(wèn)題1．帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一般存在著臨界問(wèn)題(邊界問(wèn)題)以及極值問(wèn)題，解決這類問(wèn)題的技巧方法就是以題目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等詞語(yǔ)為突破口，借助半徑r和速度v、磁感強(qiáng)度B等之間的關(guān)系進(jìn)行軌跡分析，從而確立軌跡與邊界的關(guān)系，找出臨界點(diǎn)．2．分析臨界極值問(wèn)題常用的四個(gè)結(jié)論(1)剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切．(2)當(dāng)速率v一定時(shí)，弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)．(3)當(dāng)速率v變化時(shí)，圓心角大的，運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，解題時(shí)一般要根據(jù)受力情況和運(yùn)動(dòng)情況畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡的草圖，找出圓心，根據(jù)幾何關(guān)系求出半徑及圓心角等．(4)在圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡圓半徑大于區(qū)域圓半徑時(shí)，則入射點(diǎn)和出射點(diǎn)為磁場(chǎng)直徑的兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，軌跡對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角最大(所有的弦長(zhǎng)中直徑最長(zhǎng))．四、磁場(chǎng)中的“幾何圓”模型1．放縮圓帶電粒子以大小不同、方向相同的速度垂直射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑隨著速度的增大而增大，圓心在垂直于進(jìn)入磁場(chǎng)的速度方向的直線上，因此其軌跡為半徑放大的動(dòng)態(tài)圓，利用放縮的動(dòng)態(tài)圓，如圖所示，可以找出臨界狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)軌跡．2．旋轉(zhuǎn)圓速度大小一定、方向不同的帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，它們?cè)诖艌?chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均為R，同時(shí)可發(fā)現(xiàn)這些帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在以入射點(diǎn)P為圓心、半徑為R的圓上．由此我們也可以得到一種確定臨界條件的方法：確定這類粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界條件時(shí)，可以將一半徑為R的圓沿著“軌跡圓心圓”平移，從而探索出臨界條件，如下圖所示，這種方法稱為“平移法”．五、質(zhì)譜儀與回旋加速器1、質(zhì)譜儀（1）構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片等構(gòu)成．（2）原理：粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速，qU＝eq\f(1,2)mv2.粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB＝meq\f(v2,r).由以上兩式可得r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q))，m＝eq\f(qr2B2,2U)，eq\f(q,m)＝eq\f(2U,B2r2).2、回旋加速度（1）構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．（2）原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速，經(jīng)磁場(chǎng)回旋，由qvB＝eq\f(mv2,r)，得Ekm＝eq\f(q2B2r2,2m)，可見(jiàn)粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒半徑r決定，與加速電壓無(wú)關(guān)．（3）決定帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短的因素帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期有關(guān)，同時(shí)還與帶電粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)有關(guān)．設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為n，加速電壓為U.因每加速一次粒子獲得的能量為qU，每圈有兩次加速．結(jié)合Ekn＝eq\f(q2B2r\o\al(2,n),2m)知，2nqU＝eq\f(q2B2r\o\al(2,n),2m)，因此n＝eq\f(qB2r\o\al(2,n),4mU).所以帶電粒子在回旋加速器內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝nT＝eq\f(qB2r\o\al(2,n),4mU)·eq\f(2πm,qB)＝eq\f(πBr\o\al(2,n),2U).二、重點(diǎn)題型分類例析題型1：洛倫茲力的方向【例題1】（2020·全國(guó)高三專題練習(xí)）科學(xué)家預(yù)言，自然界存在只有一個(gè)磁極的磁單極子，磁單極N的磁場(chǎng)分布如圖甲所示，它與如圖乙所示正點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)分布相似。假設(shè)磁單極子N和正點(diǎn)電荷Q均固定，有相同的帶電小球分別在N和Q附近（圖示位置）沿水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列判斷正確的是（）A．從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)B．從上往下看，圖甲中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C．從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)D．從上往下看，圖乙中帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)題型2：洛倫茲力的計(jì)算【例題2】（2020·河北滄州市·滄州三中高三月考）（多選）如圖所示，、兩長(zhǎng)直導(dǎo)線，垂直紙面水平固定放置，兩導(dǎo)線中通以垂直紙面向里、大小相同的恒定電流，是、連線垂直平分線上的一點(diǎn)，、連線與、連線的夾角為，一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子從點(diǎn)垂直紙面向外以大小為的速度水平射出，射出瞬間，受到的洛侖茲力大小為，則（）A．洛侖茲力的方向豎直向上B．洛侖茲力的方向豎直向下C．導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為題型3：洛倫茲力和安培力的關(guān)系【例題3】（2020·浙江高三月考）導(dǎo)線中帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)形成了電流。帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受洛倫茲力的矢量和，在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線所受的安培力。如圖所示，設(shè)導(dǎo)線ab中每個(gè)帶正電粒子定向運(yùn)動(dòng)的速度都是v，單位體積的粒子數(shù)為n，粒子的電荷量為q，導(dǎo)線的橫截面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，則下列說(shuō)法正確的是A．由題目已知條件可以算得通過(guò)導(dǎo)線的電流為B．題中導(dǎo)線受到的安培力的方向可用安培定則判斷C．每個(gè)粒子所受的洛倫茲力為，通電導(dǎo)線所受的安培力為D．改變適當(dāng)?shù)臈l件，有可能使圖中帶電粒子受到的洛倫茲力方向反向而導(dǎo)線受到的安培力方向保持不變題型4：質(zhì)譜儀【例題4】（2020·江蘇高三月考）帶電量相同、質(zhì)量不同的粒子從容器下方的小孔飄入電勢(shì)差為的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零。加速后的粒子經(jīng)過(guò)沿著磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在照相底片上，如圖所示。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子之間的相互作用忽略不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．這些粒子經(jīng)過(guò)時(shí)的動(dòng)能相同B．這些粒子經(jīng)過(guò)時(shí)的速率相同C．這些粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡圓半徑與質(zhì)量成正比D．這些粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與質(zhì)量成反比題型5：電磁流量計(jì)【例題5】（2020·遵義市南白中學(xué)高三月考）2020年爆發(fā)了新冠肺炎，該病毒傳播能力非常強(qiáng)，因此研究新冠肺炎病毒株的實(shí)驗(yàn)室必須是全程都在高度無(wú)接觸物理防護(hù)性條件下操作。武漢病毒研究所是我國(guó)防護(hù)等級(jí)最高的P4實(shí)驗(yàn)室，在該實(shí)驗(yàn)室中有一種污水流量計(jì)，其原理可以簡(jiǎn)化為如右圖所示模型：廢液內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入，左側(cè)流出。流量值Q等于單位時(shí)間通過(guò)橫截面的液體的體積?？臻g有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．帶電粒子所受洛倫茲力方向是水平向左B．正、負(fù)粒子所受洛倫茲力方向是相同的C．污水流量計(jì)也可以用于測(cè)量不帶電的液體的流速D．只需要測(cè)量MN兩點(diǎn)電壓就能夠推算廢液的流量題型6：霍爾元件【例題6】（2020·哈爾濱市·黑龍江實(shí)驗(yàn)中學(xué)）（多選）一長(zhǎng)方體電阻率為的金屬導(dǎo)體板，長(zhǎng)、寬、厚分別為a、b、c，其中a>b>c，置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，方向垂直于導(dǎo)體上表面，現(xiàn)將金屬板用圖甲、乙兩種方式接到內(nèi)阻可不計(jì)的電源兩端，合上開(kāi)關(guān)后，在導(dǎo)體前后表面（即I、II面）將產(chǎn)生電勢(shì)差。則關(guān)于導(dǎo)體以下說(shuō)法正確的是（）A．圖甲、乙前后表面電勢(shì)差相等 B．圖甲前后表面電勢(shì)差小于圖乙C．圖甲圖乙中都是后表面電勢(shì)高 D．圖甲圖乙中都是前表面電勢(shì)高題型7：回旋加速器【例題7】（2020·商河縣第一中學(xué)高三月考）如圖所示為回旋加速器的工作原理示意圖，D形金屬盒置于真空中，半徑為R，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為f，加速電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的初速度為0的質(zhì)子（質(zhì)量為m，電荷量為+e）在加速器中被加速。不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．加速的粒子獲得的最大動(dòng)能隨加速電壓U的增大而增大B．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電的頻率f，該加速器一定可加速其他帶正電荷的粒子C．質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過(guò)2πRfD．質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2∶1題型8：帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例題8】（2020·赤峰二中高三月考）如圖所示，矩形abcd內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab=2ad，e為cd的中點(diǎn)。速率不同的同種帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場(chǎng)，其中從e點(diǎn)射出的粒子速度為v1；從c點(diǎn)射出的粒子速度為v2，則v1∶v2為（不計(jì)粒子重力）（）A．1∶2 B．5∶2 C．1∶3 D．2∶5題型9：帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題【例題9】（2021·全國(guó)）（多選）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向外。某時(shí)刻一個(gè)質(zhì)子從點(diǎn)（L0，0）處沿y軸負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)；一個(gè)α粒子同時(shí)從點(diǎn)（－L0，0）進(jìn)入磁場(chǎng)，速度方向在xOy平面內(nèi)。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計(jì)質(zhì)子與α粒子的重力和它們之間的相互作用。如果α粒子第一次到達(dá)原點(diǎn)時(shí)恰能與質(zhì)子相遇，已知質(zhì)子和α粒子都帶正電，且α粒子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的4倍，α粒子帶的電荷量是質(zhì)子的2倍，則（）A．質(zhì)子的速度大小為B．質(zhì)子的速度大小為C．兩粒子相遇時(shí)，α粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能是D．兩粒子相遇時(shí)，α粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能是題型10：帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例題10】（2020·大連市普蘭店區(qū)第三十八中學(xué)高三月考）如圖所示，平面直角坐標(biāo)系內(nèi)有一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域其圓心在坐標(biāo)為的點(diǎn)，半徑為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直坐標(biāo)平面向內(nèi)，在磁場(chǎng)區(qū)域的右側(cè)的區(qū)域內(nèi)有范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向沿軸正方向，一電荷量為q，質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子從點(diǎn)沿軸正方向以一定的初速度射入磁場(chǎng)區(qū)域，并恰好從點(diǎn)沿x軸正方向射出磁場(chǎng)區(qū)域，進(jìn)入電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后經(jīng)x軸（2R,0）離開(kāi)電場(chǎng)，不計(jì)帶電粒子的重力和空氣阻力。(1)求帶電粒子的初速度大??；(2)粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到離開(kāi)電場(chǎng)的時(shí)間。題型11：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例題11】（2020·遼寧高三三模）如圖所示，空間存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)和一豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在該空間內(nèi)建立一個(gè)三維坐標(biāo)系Oxyz（z軸正方向豎直向上）?，F(xiàn)在x軸上的O、M兩點(diǎn)，質(zhì)量均為m的油滴a和b同時(shí)以相同速率v0噴出，帶電+q的油滴a從原點(diǎn)沿x軸正方向噴出，在Oxz平面內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；不帶電的油滴b從x軸上M點(diǎn)沿z軸正方向噴出，上升到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，恰好與a相碰，瞬間結(jié)合成油滴P。忽略空氣阻力，重力加速度為g。求：(1)O、M兩點(diǎn)間距離；(2)油滴a、b結(jié)合為P后的瞬時(shí)速度；(3)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小。題型12：帶電粒子在交變場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例題12】（2020·甘肅蘭州市·蘭州一中高三二模）某空間存在著一個(gè)變化的電場(chǎng)和一個(gè)變化的磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向向右（如圖甲中由B到C的方向），電場(chǎng)變化如圖乙中E－t圖像，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化如圖丙中B－t圖像。在A點(diǎn)，從t=1s（即1s末）開(kāi)始，每隔2s，有一個(gè)相同的帶電粒子（重力不計(jì)）沿AB方向（垂直于BC）以速度v射出，恰能擊中C點(diǎn)，且粒子在AB間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于1s，若，求：（1）圖線上E0和B0的比值是多少？磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向是怎樣的？（2）若第1個(gè)粒子擊中C點(diǎn)的時(shí)刻已知為（1＋Δt）s，那么第2個(gè)粒子擊中C點(diǎn)的時(shí)刻是多少？本卷由系統(tǒng)自動(dòng)生成，請(qǐng)仔細(xì)校對(duì)后使用，答案僅供參考。答案第=page11頁(yè)，總=sectionpages22頁(yè)參考答案【例題1】A【解析】根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的受力條件可以從圖乙中判斷帶電小球帶的一定是負(fù)電，且在電場(chǎng)中小球的運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力的方向無(wú)關(guān)；由甲圖中洛侖茲力方向，根據(jù)左手定則可知，帶電小球一定沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。故選A?！纠}2】AC【解析】AB．設(shè)導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則導(dǎo)線中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為，由于這兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，夾角為，因此合磁場(chǎng)方向水平向右，大小，根據(jù)左手定則可知，洛侖茲力的方向豎直向上，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CD．由解得,C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AC?！纠}3】A【解析】電流：，則A正確；導(dǎo)線受到的安培力的方向由左手定則判斷，則B錯(cuò)誤；粒子所受的洛倫茲力為F洛=qvB，導(dǎo)線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則其受的安培力為：F=nqLSvB=BIL，則C錯(cuò)誤；洛倫茲力方向反向決定了所受到的安培力方向也反向，則D錯(cuò)誤；故選A。【例題4】A【解析】AB．根據(jù)動(dòng)能定理得,帶電量相同，動(dòng)能相同；解得電量相同，所以質(zhì)量不同的粒子具有不同的速率，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為半徑與成正比；運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)間與質(zhì)量成正比，故CD均錯(cuò)誤。故選A?！纠}5】D【解析】A．根據(jù)左手定則，正電荷受到豎直向下的洛倫茲力，負(fù)電荷受到豎直向上的洛倫茲力，AB錯(cuò)誤；C.不帶電液體在磁場(chǎng)中流動(dòng)時(shí)，由于沒(méi)有自由電荷，不能形成電場(chǎng)，MN兩點(diǎn)沒(méi)有電勢(shì)差，因此無(wú)法測(cè)出流速，C錯(cuò)誤；D．計(jì)算液體的流速，根據(jù)可得流速流量,D正確。故選D?！纠}6】BD【解析】AB．對(duì)甲圖，根據(jù)電阻定律可知設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，由，可知自由電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中達(dá)到平衡，有電場(chǎng)力等于洛侖茲力，可知聯(lián)立以上各式可求得同理，對(duì)乙圖，根據(jù)電阻定律可知設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，由，可知自由電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中達(dá)到平衡，有電場(chǎng)力等于洛侖茲力，可知聯(lián)立以上各式可求得因?yàn)閎>c，所以有故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由于甲、乙都是金屬板，所以都是自由電子在發(fā)生定向移動(dòng)，由于電流的方向都是向右，故自由電子向左移動(dòng)，由左手定則，可知都是金屬板的后表面聚焦自由電子，從而帶負(fù)電，前表面帶正電，所以對(duì)金屬板前后表面來(lái)說(shuō)，都會(huì)有金屬板前表面電勢(shì)高于后表面電勢(shì)，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD?！纠}7】C【解析】A．根據(jù)qvB=m知v=則最大動(dòng)能Ekm=mv2=，與加速的電壓無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與加速電場(chǎng)的周期相等，根據(jù)T=知，換用其他帶正電荷的粒子，粒子的比荷變化，周期變化，回旋加速器需改變交流電的頻率才能加速其他粒子，故B錯(cuò)誤；C．質(zhì)子出回旋加速器的速度最大，此時(shí)的半徑為R，則v=2πRf所以最大速度不超過(guò)2πfR，故C正確；D．粒子在加速電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v=知，質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過(guò)D形盒狹縫的速度比為：1，根據(jù)r=則半徑比為：1，故D錯(cuò)誤。故選C?！纠}8】D【解析】速率不同的同種帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場(chǎng)，從e點(diǎn)、c點(diǎn)射出磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的軌跡如圖：由幾何關(guān)系可得則，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有解得則，故選D?！纠}9】BC【解析】AB．質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。其圓心在處，其半徑，質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得解得，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期同理，α粒子的周期是質(zhì)子周期的2倍；由于α粒子第一次到達(dá)原點(diǎn)時(shí)恰能與質(zhì)子相遇，故相遇時(shí)質(zhì)子可能運(yùn)