2019-2020学年高中物理 第3章 打开电磁学的大门 第3节 洛伦兹力的应用随堂演练（含解析）鲁科版选修1-1

第三节洛伦兹力的应用1.显像管是电视机的重要部件。如图所示，这是电视机显像管偏转线圈的示意图。圆圈中心的墨点表示电子枪发射的电子。它的方向从纸的内部指向纸的外部。当偏转线圈在图中所示的方向通过电流时，电子束应该是()a.向左偏转b .向上偏转c.无偏转d .向下偏转分析：选择b。安培规则确定电子所在的磁场水平向左，而左规则确定移动的电子在洛伦兹力的作用下向上。2.显像管的结构如图所示。电子枪由安装在真空玻璃管中的阴极和阳极组成。阴极连接到高压电源的阴极，阳极连接到阳极。阴极产生的电子在两极间电场力的作用下加速从阴极飞向阳极，并从阳极入射到偏转线圈产生的磁场中。电子束在垂直方向偏离中心，击中屏幕上的点a，偏转磁场应该在哪个方向()a.b .垂直向上c.垂直纸面朝内d .垂直向下分析：选项a。从图表中可以看出，施加在电子束上的洛仑兹力是向上的，电子带负电荷。当应用左手定则时，应该注意四个手指应该指向电子运动的相反方向。因此，从左手定则可以确定磁场方向垂直于面向外的纸张。3.目前世界上正在研究的一种新型发电机叫做mhd发电机。该图显示了它的发电原理：一束等离子体(即高温电离气体，含有大量带正电和带负电的粒子，总体上是中性的)按图中所示的方向注入磁场。磁场中有两块金属板a和b，然后电荷在金属板上积累。在如图所示的磁极配置的情况下，以下陈述是正确的()带状正电b.电流通过消费者从a流向b。c.金属板a和b之间的电场方向是向下的d.等离子体偏转的原因是离子上的洛伦兹力大于电场力分析：选择d。左手定则决定b板和b带的正电荷，电流从b流向a，所以a、b和c是错误的。离子偏转的原因是洛伦兹力大于电场力，所以d是正确的。4.回旋加速器是一种将带电粒子加速成高速粒子的装置。它广泛应用于高能物理研究。在这个装置中，均匀磁场主要用于加速或偏转粒子_ _ _ _ _ _(填写“加速”或“偏转”)；电场作用于颗粒_ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填写“加速度”或“偏转”)分析：回旋加速器利用磁场的偏转使带电粒子做回旋运动，而带电粒子在回旋过程中不断被电场加速。回答：偏转加速度5.回旋加速器，其d盒半径为0.5334米，外加交流电压频率为1.2107赫兹，用于加速氚核。众所周知，氚核的比电荷为4.8107克/千克，即q=1.610-19克，m=3.310-27千克。尝试找出：(1)所需磁场的磁感应强度b的值；(2)氚核的最大动能。分析：(1)当回旋加速器加速粒子时，回旋加速器频率必须等于所施加交流电压的频率：f粒子=f粒子=f电=1.2107赫兹，有b=t1.6 t(2)满足粒子的最大速度：qvmb=m，可以得到：vm=，粒子的最大动能为mv=j1.8107电子伏。答：(1)1.6 t (2)1.8107 ev课堂作业一、选择题1.在回旋加速器中，带电粒子在d形金属盒中穿过半个圆所需的时间t与下列哪个物理量无关()(1)带电粒子的质量和电荷量(2)带电粒子的速度(3)加速器的磁感应强度(4)带电粒子的轨道半径a.c.d3.如图所示，平行金属板上的板带负电，下板带同样的正电，在两个电极之间有一个垂直纸面朝外的均匀磁场。带电粒子(不考虑重力)以垂直于电场线和磁感应线的速度v0被注入，并且只能沿着直线穿过该区域。如果磁场增强，其他条件保持不变，粒子仍然以垂直于v0的方向注入，粒子落在板上。如果落在板上时速度设置为v，则()a.v=v0b.vv0c.vf2 a1=a2b.f1f2 a1a2d.f1 a1=a2。第二，非选择题9.如图所示，这是一个磁流体发电机的示意图。两极板间均匀磁场的磁感应强度为0.5 t，极板间距为20厘米。如果发电机的输出电压为20伏，粒子速度是多少？分析：当输出电压稳定时，带电粒子的电场力等于洛伦兹力，电场强度为e=电场力是f=方程式。f=q来自上述两个公式洛伦兹力是flo=bqv来自flo的q=bqv=fv=m/s=200 m/s。答：200米/秒10.回旋加速器d盒的中心是质子流，d盒之间的交流电压是u=2104伏。当静止的质子被电场加速后，它们进入d盒，它们的最大轨道半径r=1米。如果磁场的磁感应强度b=1.5吨，问：最初进入d盒的质子的动能是多少？质子通过回旋加速器获得的最大动能是多少？(已知质子质量m=1.6710-27千克，电荷q=1.610-19c)分析：质子从静止加速到d盒的动能ek=qu