洛伦兹力专题分类训练.doc

专题分类训练洛伦兹力专题分类训练答案题1：解析：因为粒子所受阻力大小不变，金属片厚度各处均匀，所以每次穿越，阻力做功相同，动能的减少量E相同根据动能定理，W阻E： rmv/qB v/ vr/ r 动能Emv2/2 E/Ev/ v2r/ r210/ 92即：E0.81E EEE0.19E 故B正确每次穿越，E相同，即v2相同，但v不同，故A错误 MNB1B25次穿越后，动能损失5E，粒子动能只剩下0.05E，不能完成第6次穿越，所以，会陷入金属片，故C正确,D错误题2：解析：如图所示，粒子在磁场B1中的轨迹是一个半圆，粒子在磁场B2中的轨迹也是一个半圆，因为在两个磁场中都只受洛伦兹力作用，所以速率一直不变rmv/qB T2m/qB 又B13B 半径、周期都变为原来的3倍，选A、C 不失一般性，设粒子带正电题3：解析：经过加速电场进入速度选择器后，两铜离子所受电场力和洛伦兹力相等，故： qEqvB1 两铜离子进入磁场前的速度都是vE/ B1进入偏转分离器后，由于比荷不同，半径不同，故分离：rmv/qB2 比荷q/mv/rB2E/rB1B2又r1d1/2 r1d2/2A1处铜离子的比荷为2E/d1B1B2；A2处铜离子的比荷为2E/d2B1B2。故选Abac污水ARS题4：解析：开始时，污水中的正离子只受向上的洛伦兹力作用，向上极板偏转不失一般性，设磁场垂直纸面向里 负离子只受向下的洛伦兹力作用，向下极板偏转随着正负离子的聚集，上下极板之间形成电场，产生电势差形成电场后，当粒子所受电场力和洛伦兹力相等时，不再偏转，故： qEqvB EvB又EU/c U/cvB,即：vU/cB此长方体盒子相当于一个电源，电动势为U，根据电阻定律可知,其内阻为rc/ab,故： UIRrIRc/ab 又vU/cBv IRc/ab/cB设时间t内，通过某横截面的污水的体积为V，横截面的面积为S，则：流量QV/tvtS/tvtbc/tIRc/ab/cBbcIbR + c/a/B，故选A题5：解析：最低点，速度方向不同，故洛伦兹力方向也不同，A错误因为绳的拉力和洛伦兹力都不做功，只有重力做功，机械能守恒，故最初两次经过最低点时，小球的动能相同，C正确最低点，小球的加速度即为向心加速度，因为向心加速度为mv2/r，而小球的动能相同，半径相同，所以小球的加速度相同，D正确小球在最低点受重力、拉力、洛伦兹力作用，因为小球的向心加速度相同，向心力相同，而洛伦兹力方向不一定同，所以，摆线的拉力大小不一定相同，B错误题6：解析：以甲、乙整体为研究对象，做受力分析如图1：乙物块与地之间的摩擦力fN 又Nm1m2gqvBfm1m2gqvB因为它们一起向左做加速运动，v增大，所以f增大，A正确整体的加速度aFf/m，因此，随着f的增大，加速度a减小以甲为研究对象，做受力分析如图2：甲、乙两物块间的摩擦力f就是甲的合外力甲的加速度af/m整体的加速度a减小又甲、乙两物块一起向左运动，甲的加速度a与整体的加速度a相等甲的加速度a减小，而af/m甲、乙两物块间的摩擦力f也减小BMNO，故D正确，B、C错误题7：解析：带电粒子沿各个方向由小孔O射入磁场区域即散射之后，因为速率相同，所以各粒子的轨迹均为半径相同的圆，且均以O点为圆心因为带正电，所以带电粒子均向左偏当带电粒子以水平向右的速度进入匀强磁场时，如图1所示，其轨迹圆为：与MN相切于O点、直径OO与MN垂直的圆其它粒子的轨迹也是与之完全相同的圆，只是位置不同其它粒子的轨迹如图2所示：当直径OO以O点为转轴向左转动时，轨迹圆也会随之向左转动，而其它粒子的轨迹就是这些向左转动的圆，故带电粒子可能经过的区域是阴影A，选A题8：解析： 因为只受洛伦兹力作用，所以电子的轨迹为一段圆弧如图所示，当轨迹圆与右边界相切时，其半径为d要从右边界穿出，电子的轨道半径应大于d，即：rmv/qB qe rdvBed/m 故选B题9：解析：如图所示，当电子从C点射出时，其轨迹为1/4段圆弧，半径rC为a；当电子从A点射出时，轨迹为半圆, 半径rA为a/2,故：rmv/qB vA : vCrA : rCa/2: a1: 2T2m/qB 不论从哪一点射出，周期均相同电子所经历的时间tT2 又TATCtA:tBA :B :/22:1x/mOy/m-0.60.40.210.1 0. 2 0.3 0. 4A题10：解析：该离子要到达坐标原点，速度就要反向，而速度要反向，轨迹就必须是半圆，如图所示粒子经过一个半圆，速度反向后，并未达到原点；而要回原点，还需做一段直线运动磁场中粒子不能做直线运动，只能做圆周运动，故A点的左侧不能有磁场，所加匀强磁场区域应在A点的右侧因为负离子向下偏转，所以根据左手定则，磁场方向垂直纸面向里rmv/qB 又r0.2mBmv/ rq5mv/ q题11：解析：粒子在回旋加速器中加速，半径最大时，速度最大，动能最大，设最大动能为mv2/2，则： Rmv/qB mv2/2R2q2B2/2m设粒子达最大动能时，加速了n次，则：nqUmv2/2 又mv2/2R2q2B2/2mnmv2/2/qUR2qB2/2mU一个周期T内，粒子加速两次，故运行时间t为n/2T其中n为粒子加速次数tn/2T 又nR2qB2/2mU T2m/qB tR2/2U 代入数据，解之得：t4.210-5 s题12：解析：如图1所示，粒子垂直于ab向上进入磁场B1后，因为所受洛伦兹力向左，所以它将向左偏转，并经一个半圆后垂直于ab向下进入磁场B2；进入磁场B2后，因为其所受洛伦兹力变为向右，所以它在磁场B2中将向右偏转，轨迹还是一个半圆。至此，粒子完成了一个周期的运动。设粒子在磁场B1中运动的周期为T1，在磁场B2中运动的周期为T2，则，粒子在整个磁场中运动的周期为：TT1/2T2/22m/qB1/22m/qB2/2 又B12B2T3m/2qB2rmv/qB 又粒子在磁场B1、B2中速率v不变只受洛伦兹力作用，且B12B2 磁场B2中轨迹圆的半径是磁场B1中轨迹圆半径的两倍，且r2mv0/qB2如图2所示，粒子垂直于ab再次向上进入磁场B1后，因为所受洛伦兹力向左，所以它将向左偏转，经一个半圆后垂直于ab再次向下进入磁场B2；进入磁场B2后，因为其所受洛伦兹力变为向右，所以它在磁场B2中将向右偏转，轨迹还是一个半圆。至此，粒子完成了第二个周期的运动。依此类推，粒子将做周期性的运动。因为是周期性的运动，所以粒子在磁场B1中轨迹的半径均相等，在磁场B2中轨迹的半径也相等，且为B1中轨迹半径的两倍如图3所示，粒子第6次穿过直线ab时，已经历了3个周期，故其所经历的时间t为：t3T33m/2qB29m/2qB2其离开点O的距离d为：d3r23mv0/qB2题13：解析：电场中：从P到D的过程中，垒球只受竖直向下的电场力，故如图1所示，它在电场中将做类平抛运动，设垒球在电场中运动的加速度为a，时间为t1，则：qEma 代入数据，解之得： a50m/s2；hat 代入数据，解之得： t1s；OD之间的距离：dv0t1102m3.46m磁场中：从D点进入磁场后，垒球做匀速圆周运动，其圆心在与D点垂直的半径上，而另一半径与这条半径对称。如图2所示，设垒球在D点的速度vD与界面所成角度为，则：tan 又电场中：vDat110tan 即：60进入磁场后垒球的速度v20m/s设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由几何关系易知：R4m又R， B10T设垒球在磁场