沪科版选修31 5.6 洛伦兹力与现代科技 作业1.doc

5.6洛伦兹力与现代科技练习1两个粒子，电荷量相同，在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动()。a若速率相等，则半径必相等b若动能相等，则周期必相等c若质量相等，则周期必相等d若质量与速度的乘积大小相等，则半径必相等2. 一束离子从o点水平射入如图所示的电场和磁场中，其中部分离子在穿过电磁场后仍按原来的方向射出，对这部分离子的判断正确的是()。a一定具有相同的速度b一定是正离子c一定是负离子d可能是正离子，也可能是负离子3如图所示，场强e的方向垂直向下，磁感应强度b1的方向垂直于纸面向里，磁感应强度b2的方向垂直纸面向外，在s处有四个二价正离子，甲、乙、丙、丁垂直于场强e和磁感应强度b1的方向射入，若四个离子质量m甲m乙m丙m丁，速度v甲v乙 v丙v丁，则运动到p1、p2、p3、p4的四个位置的正离子分别为()。a甲乙丙丁b甲丁乙丙c丙乙丁甲 d甲乙丁丙4.如图所示，在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场。一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入正交场中，射出时粒子的动能变小了。为了使粒子射出时的动能大于射入时的动能。在不计重力的情况下，可采取的方法有()。a增大粒子射入时的速度b减小磁场的磁感应强度c增大电场的电场强度d改变带电粒子的带电性质5质子()和粒子()从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，则这两粒子的动能之比ek1ek2_，轨道半径之比r1r2_，周期之比t1t2_。6.已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场e和匀强磁场b中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示。求：(1)液滴在空间受到几个力作用？(2)液滴带电荷量及电性。(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大？7如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝s1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝s2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为e的偏转电场，最后打在照相底片d上。已知同位素离子的电荷量为q(q0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为e0的匀强电场和磁感应强度大小为b0的匀强磁场，照相底片d与狭缝s1、s2的连线平行且距离为l，忽略重力的影响。(1)求从狭缝s2射出的离子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用e0、b0、e、q、m、l表示)。8如图所示，一个质量为m2.01011 kg，电荷量q1.0105 c的带电微粒(重力忽略不计)，从静止开始经u1100 v电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长l20 cm，两板间距d cm。求：(1)微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为30，并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压u2是多大？(3)若该匀强磁场的宽度为dcm，为使微粒不会由磁场右边界射出，该匀强磁场的磁感应强度b至少多大？参考答案1. 答案：cd解析：因为粒子在磁场中做圆周运动的半径rmv/qb，周期t2m/qb，又粒子电荷量相同又在同一磁场中，所以q、b相等，r与m、v有关，t只与m有关，所以c、d正确。2. 答案：b解析：无论是正、负带电离子，射入时它所受到的电场力和磁场力方向都是相同的。因此只要是正离子射入，且满足qvbqemg时，离子才不会发生偏转，故b、c、d中只能选择b。另一方面，从上面的方程可知，离子射入的速度还和质量、电荷量有关，因而不是唯一确定的，不能选a。3. 答案：b解析：偏向p1的电场力大，偏向p2的是洛伦兹力大，进入b2的是速度相等的，所以有：落在p1的是甲，落在p2的是丁；质量大的半径大，落在p3的是乙，落在p4的是丙。4. 答案：bc解析：粒子射出时的动能减少，说明电场力做了负功，进而判断出进入磁场时洛伦兹力与电场力反向且大于电场力，使粒子偏向背离电场力的一方；若要使粒子射出时动能增加，就要使电场力大于洛伦兹力，使粒子偏向电场力一方。改变带电粒子电性只能使洛伦兹力与电场力都反向，不能改变其大小关系。故选b、c。5. 答案：12112解析：粒子在电场中加速时只有电场力做功，由动能定理得qu，故。由qu，得v，因为粒子在磁场中运动的圆周半径r，故。粒子做圆周运动的周期t，故。6. 答案：(1)三个力(2)负电(3)解析：(1)由于是带电液滴，它受到重力，又处于电磁场中，还应受到电场力及洛伦兹力共三个力作用。(2)因液滴做匀速圆周运动，故必须满足重力与电场力平衡，所以液滴应带负电，电荷量由mgeq求得：qmg/e。(3)尽管液滴受三个力，但合力为洛伦兹力，所以仍可用半径公式r，把电荷量代入可得r。7. 答案：(1)(2)x解析：(1)能从速度选择器射出的离子满足qe0qv0b0v0。(2)离子进入匀强偏转电场e后做类平抛运动，则xv0tl由牛顿第二定律得qema由解得x。8. 答案：(1)1.0104 m/s(2)100 v(3)b至少为0.20 t解析：(1)微粒在加速电场中由动能定理得：qu1解得v01.0104 m/s。(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动，有：a，vyat飞出电场时，速度偏转角的正切为：tan 解得u