洛伦兹力选择难题3附答案

1、洛伦兹力选择题专题三如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面 向外的磁感应强度为B/2的匀强磁场.一带负电的粒子从原点O以与x轴成30角斜向上射 入磁场，且在上方运动半径为R则（ ）粒子经偏转一定能回到原点O粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2:12 mC粒子完在成一次周期性运动的时间为m3qBD.粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R如图所示，在一矩形区域内有磁感应强度方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为3,磁场宽 度为d.不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t，粒子飞出磁场时偏离 原方向60。角.利用

2、以上数据能求出的物理量是（）带电粒子在磁场中运动的半径带电粒子的初速度带电粒子在磁场中运动的周期带电粒子的质量如图所示，半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸 面向外，一电荷量为q （q0）。质量为m的粒子沿正对co中点且垂直于c o方向射入磁场区域.不计重力, 则: 若要使带电粒子能从b d之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是丝 v (2 +V3) 些 TOC o 1-5 h z mm 若要使带电粒子能从b d之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是竺攵 v (1+72) 甄mm 若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为v3

3、=() 一一/1 +*、qBR若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为v3 = (3)在直角坐标系xOy的第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B. 一质量为m、电 荷量为q的带负电粒子从y轴正半轴上的A点以与y轴正方向夹角为a = 45。的速度垂直磁场方向射入磁 场，如图所示，已知OA =a，不计粒子的重力，则下列说法正确的是( )X X X X X Dat/o尹 x x x xx x x x xX X X X X0 x若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小为.：改变粒子的初速度大小，可以使得粒子刚好从坐标系的原点O离开磁场粒子在磁场中运动

4、的最长时间为 -注从x轴射出磁场的粒子中，粒子的速度越大，在磁场中运动的时间就越短如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60。夹角且处于竖直平面内。一质 量为m，带电量为+q的小球套在绝缘杆上。初始，给小球一沿杆向下的初速度v0小球恰好做匀速运动，A.电量保持不变。已知，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E =三3竺，则以下说法正确的是 qA.小球的初速度为v =盈0 qBB.C.若小球的初速度为3mg，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 qBB.C.若小球的初速度为mg，

5、小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 qBD.若小球的初速度为竺，则运动中克服摩擦力做功为业冬qB2 q 2 B 2回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子 穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为 +q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速。所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的 磁感应强度最大值为B和加速电场频率的最大值f。则下列说法正确的是粒子第n次和第n+1次半径之比总是t乃+1 ：、n兀BR 2粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为$ =-C.若fm当，则粒子获得的

6、最大动能为e = 0%火)2m 2兀 mkm2m如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，电阻忽略不计，导轨间距离为L，磁 感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量均为m的两根金属a、b放置在导轨上，a、b接入电 路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接，右端固定。开始时a杆以初速度u0。向静止的b杆运动， 当a杆向右的速度为u时，b杆向右的速度达到最大值七耸，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好，则b杆达到最大速度时B2L (u-u )b杆受到弹簧的弹力为皿2 RB 2 L (u-u ) TOC o 1-5 h z a杆受到的安培力为一Ra

7、、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为Q111弹簧具有的弹性势能为二mu2 mu2 mu2 -2Q2 o 22 m如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场区域，MN和MN是匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为S,并与线框的bc边平行，磁 场方向与线框平面垂直.现让金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落 到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象（其中OA、BC、DE相互平行）。已知金属线框的边长为L （LVS）、质 量为m，电阻为R，当地的重力加速度为g，图象中坐标轴上所标出的字母v、v、t、t、t、t均为已知

8、121234量（下落过程中bc边始终水平）根据题中所给条件，以下说法正确的是：A tA t2是线框全部进入磁场瞬间，t4是线框全部离开磁场瞬间B.从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止，感应电流所做的功为mgSc.匕的大小可能为mR线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经框横截面的电荷量多如图所示，正方形导线框ABCD、abcd的边长均为L，电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在 一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度 为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强

9、磁场的上 边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L。现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚 好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则 （）A.两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力FT=mg mgR 系统匀速运动的速度大小：v A.两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力FT=mg mgR 系统匀速运动的速度大小：v =B 2 LB.C.3m3 g 2R2 两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热”2mgL-湍厂D.、2 B 2 L3导线框abcd通过磁场的时间t =mgR10.在如图所示的倾角为e的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为b的强磁场区域，

10、区域I的 磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP及PN均为L，一个质量为m、 电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，此时导线框恰好以速度匕做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好 以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g,，下列说法中正确的是（）当ab边刚越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsin0导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4:1从ti到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少d.从匕到t2的过程中，有3比sin +技T2）机械能转化为

11、电能匕2如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨PQ、MN倾斜固定，倾角为e =30，相距为L，导轨处于磁 感应强度为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导 轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与小球c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时 刻，将b棒也垂直导轨放置在导轨上，b刚好能静止。a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接 触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g。则)培力用F安)培力用F安表示，则关于F小球c的质量为mb棒放上导轨前a棒的加速度为0.5gb棒放上导轨后a棒中电流大小是mg /2BLb棒放上导轨后，小球c减少的重力势能等

12、于回路消耗的电能如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨 接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F1 作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安与F安随时间t变化的关系图象可能是（如图所示，在空间有一坐标系xoy，直线OP与x轴正方向的夹角为30。，第一象限内有两个方向都垂 直纸面向外的匀强磁场区域I和II，直线OP是他们的边界，OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B。一质量为m，电荷量为q的质子（不计重力）以速度v从O点沿与OP成30。角

13、的方向垂直磁场进入区域I， 质子先后通过磁场区域I和I后，恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出），则（ ）A.7兀mA.粒子在第一象限中运动的时间为-12qBB.5兀mB.粒子在弟一象限中运动的时间为 -6qBC.（寸3 + C.（寸3 + 1）mv q点的横坐标为%qD.一（寸3 + 2）mvQ点的横坐标为14.如图所示，在空间中有一坐标系Oxy，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和II,直线OP是它 们的边界.区域I中的磁感应强度为14.如图所示，在空间中有一坐标系Oxy，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和II,直线OP是它 们的边界.区域I中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外；区域

14、I中的磁感应强度为2B，方向垂直纸面 向内.边界上的P点坐标为（4L，3L）. 一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点平行于y轴负方向射 人区域I,经过一段时间后，粒子恰好经过原点O.忽略粒子重力，已知sin37=0.6，cos37=0.8.则 下列说法中不正确的是该粒子一定沿y轴负方向从O点射出该粒子射出时与y轴正方向夹角可能是74C.D.A.B.该粒子在磁场中运动的最短时间,=革60qB该粒子运动的可能速度为v = 25qBL （n = 1,2,3 ）12 nm如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分析器通道中心线 的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线

15、处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁 场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加 速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.下 列说法正确的是（）谜分靳器忐谜分靳器忐粒子一定带正电 加速电场的电压ER直径 PQ - qmER若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷金属框初始位置的bc边到边界MN的高度为viti 图乙v (t t )金属框初始位置的bc边到边界MN的高度为viti 图乙v (t t )金属框的边长为1勇1磁场的磁感应强度为B=

16、1 -mgR(tt) vi在进入磁场过程中金属框产生的热为mgV (t2-ti)如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，ab间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度V0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变成水平方 向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列关于粒子运动的 v0有关说法中正确的()v粒子在ab区域中做匀变速运动，运动时间为-0g粒子在bcv粒子在ab区域中做匀变速运动，运动时间为-0g粒子在bc区域

17、中做匀速圆周运动，圆周半径r = 2d兀d粒子在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为 6v0（兀+ 6）d粒子在ab、bc区域中运动的总时间为t =3v0如图所示，有一垂直于纸向外的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度为的正三角形（边界上有磁场）ABC为三角形的三个顶点.今有一质量为B，其边界为一边长L 电荷量为+q的粒子（不计重力），以速度v = 3BL ,从ab边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入， 4m然后从BC边上某点Q射出.若从P点射入的该粒子能从 Q点射出，则PB 2 + 3 L B. PB 11 LC. QB 3 L D. QB - L4442图甲是回旋加速器的工作原理图。

18、D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，A 处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子 在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，不计带 电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是A.在EtA.在Et图中应该有t +1- t =t -t 1在 Ek-t 图中应该有 E；+1- E； =E；-e在 Ek-t 图中应该有 tn+1- t； tn-tn-i在 Ek-t 图中应该有 E；+1-En nPx XXX X-X X X xxxxxxxxxxxA. t

19、 = 1TB. t = 1TC. t = 5TD. t =T1 62 33 64如图甲所示，在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场，电场的方向水平向右（图甲中由B到C）， 场强大小随时间变化情况如图乙所示；磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示。在t=1s时，从A点沿AB方向（垂直于BC）以初速度vo射出第一个粒子，并在此之后，每隔2s有一个相同 的粒子沿AB方向均以初速度vo射出，并恰好均能击中C点，若AB=BC=L，且粒子由A运动到C的运动时 间小于1s。不计空气阻力，对于各粒子由A运动到C的过程中，以下说法正确的是（）A02468 A02468 f/s 0246 S t/s甲乙丙A.电场强度E。和磁感应强度耳的大小之比为3时B .第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1:3第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为n :2第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1:5电磁流量计的原理图如图所示，横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的 a、b、c.流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中的虚线