鲁科物理选修31第6章第3节洛伦兹力的应用练习题目

1、第6章 第3节(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则()A粒子的速率加倍，周期减半B粒子速率不变，轨道半径减半C粒子的速度减半，轨道半径变为原来的1/4D粒子速度不变，周期减半【解析】洛伦兹力不做功，故粒子速率不变，由Rmv/Bq知，B2B0时RR0/2.同理，TT0/2.【答案】BD2两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的方向射入一匀强磁场中设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径，T1、T2是它们的运动周期，则()Ar1r2，T1T2 Br1r2，T1T2Cr1r2，T1T

2、2 Dr1r2，T1T2【解析】同种粒子在同一磁场中运动时，Rv而T与v无关【答案】D3如右图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧将弯管置于给定的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆弧所在的平面(即纸面)，并且指向纸外，有一束粒子对准a端射入弯管，若粒子有不同的质量，不同的速度，但都是一价的正离子，则能沿中心线通过弯管的粒子必须()A速度大小一定B质量大小一定C质量与速度乘积的大小一定D动能大小一定【解析】粒子的轨道半径相等，由Rmv/Bq知在R、B、q相等时，mv一定相等【答案】C4带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如右图所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨

3、迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减小下列说法正确的是()A粒子先经过a点，再经过b点B粒子先经过b点，再经过a点C粒子带负电D粒子带正电【解析】本题考查的知识点为左手定则、带电粒子在磁场中的运动的半径与速率的关系从粒子运动的轨迹可以判断，粒子在a点的曲率半径大于在b点的曲率半径由R知，半径越小速度越小，所以粒子在b点的速度小于在a点的速度，故粒子先经过a点，再经过b点，A项正确B错误；根据左手定则可以判断粒子带负电，C项正确D项错误【答案】AC5用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法()A

4、将其磁感应强度增大为原来的2倍B将其磁感应强度增大为原来的4倍C将D形金属盒的半径增大为原来的2倍D将D形金属盒的半径增大为原来的4倍【解析】由R及Ekmv2，得Ek.【答案】AC6电子在匀强磁场中做匀速圆周运动下列说法正确的是()A速率越大，周期越大B速率越小，周期越大C速度方向与磁场方向平行D速度方向与磁场方向垂直【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时，向心力是由洛伦兹力提供的，因此由牛顿第二定律得：fBqv，又T.所以得T，由此可以确定，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与速率无关，则AB错；由左手定则可确定带电粒子匀速圆周运动时，速度的方向与磁场的方向是垂直的关系，则C错D对【答案

5、】D7如右图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过区域的时间为t.若加磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向60°，利用以上数据可求出下列物理量中的()A带电粒子的比荷B带电粒子在磁场中运动的周期C带电粒子的初速度D带电粒子在磁场中的运动半径【答案】AB8.如右图所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2.如果v22v1，则1和2的轨道半径之比r1r2及周期之比T1T2分别为()Ar1r212，T1T212Br1r212，T1T211Cr1r

6、221，T1T211Dr1r211，T1T221【解析】因为粒子在磁场中做圆周运动的半径rmv/qB，周期T2m/qB，所以r1r2v1v212，T1T211【答案】B9如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则()A从P射出的粒子速度大B从Q射出的粒子速度大C从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D两粒子在磁场中运动的时间一样长【解析】作出各自的轨迹如右图所示，根据圆周运动特点知，分别从P、Q点射出时，与AC边夹角相同，故可判定从P、Q点射出时，半径R1<R2，所以，从Q点射出的粒子速度大，B正确；根据图示，可知两

7、个圆心角相等，所以，从P、Q点射出时，两粒子在磁场中的运动时间相等正确选项应是B、D.【答案】BD10如右图所示，长为l的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；板间距离也为l，板不带电现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子从左边极板间中点处垂直于磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是()A使粒子的速度v<B使粒子的速度v>C使粒子的速率v>D使粒子的速度<v<【解析】粒子不打在极板上的状态有两种：从右上角极板边缘区射出或从左下角极板边缘区射出注意第二种情况下粒子运动的轨道是半圆【答案】AB11如右图所示，一带电荷量为2.0&

8、#215;109C，质量为1.8×1016 kg的粒子，在直线上一点O沿30°方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经过1.5×105s后到达直线上另一点P.求：(1)粒子做圆周运动的周期(2)磁感应强度B的大小(3)若OP之间的距离为0.1 m，则粒子的运动速度多大？【解析】粒子进入磁场后，受洛伦兹力的作用，重力很小可忽略，将做匀速圆周运动，其轨迹如右图所示由几何关系可知OP弦的圆心夹角60°.粒子从O点出发经历大圆弧到达P点的时间已知，则可求粒子运动周期由周期公式可求磁感应强度B，已知OP的长度可求半径R，进而求粒子运动速度(1)作出粒子轨迹，由图知粒

9、子由O到P大圆弧所对圆心角为300°，则.周期Tt×1.5×106 s1.8×106 s.(2)Rrcot 30°r又R，所以BB(3)粒子在磁场中飞行时间tT×.【答案】(1)(2)B(3)12.如右图所示，在电脑显示器的真空示波管内，控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场，磁场区域是宽度为3.0 cm的矩形，右边界距荧光屏20.0 cm，高度足够某段时间内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B4.55×103 T不变电子初速度不计，经U4 550V电压加速后沿中心线射入磁场，偏转后打在屏上产生亮点(若无磁场，亮点在屏中心)，已知电子的质量m0.91×1030 kg，电荷量e1.6×1019 C.(1)在图中大致画出电子运动的径迹；(2)求亮点偏离荧光屏中心的距离【解析】(1)电子运动的径迹如下图所示：(2)电子经U加速