【同步】高中物理鲁科版(2019)选择性必修2：第1章第2节洛伦兹力分层作业课件

第1章第2节洛伦兹力123456789101112A级必备知识基础练1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是(

)A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与带电粒子的速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向B解析

根据洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,所以不改变带电粒子的动能,A错误,B正确;根据f=qvB,可知洛伦兹力的大小与带电粒子的速度有关,C错误;洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小,D错误。1234567891011122.一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图所示的磁场,分离为1、2、3三束粒子流,则下列选项不正确的是(

)A.1带正电 B.1带负电C.2不带电 D.3带负电B解析

根据左手定则,带正电的粒子向左偏,即粒子1;不偏转说明不带电,即粒子2;带负电的粒子向右偏,即粒子3,故选B。1234567891011123.

如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是(

)A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动C解析

电子的速度v∥B,F洛=0,电子做匀速直线运动。

1234567891011124.(多选)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示的正方形虚线为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力,下列说法正确的是(

)A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大BD1234567891011121234567891011125.两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,两粒子质量之比为1∶4,电荷量之比为1∶2,则两个带电粒子受洛伦兹力之比为(

)A.2∶1 B.1∶1C.1∶2 D.1∶4C解析

带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时,洛伦兹力f=qvB,与电荷量成正比,与质量无关,C项正确。1234567891011126.

如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O。已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变。不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为

。

1234567891011121234567891011127.如图所示,一个质量为m、电荷量为-q、不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,求:(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小。(2)粒子穿过第一象限的时间。123456789101112解析

(1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹,如图所示由图中几何关系知123456789101112B级关键能力提升练8.(多选)(2022湖北卷)如图所示,一带电粒子以初速度v0沿x轴正方向从坐标原点O射入,并经过点P(a>0,b>0)。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现,粒子从O到P运动的时间为t1,到达P点的动能为Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现,粒子从O到P运动的时间为t2,到达P点的动能为Ek2。下列关系式正确的是(

)A.t1<t2B.t1>t2C.Ek1<Ek2D.Ek1>Ek2AD123456789101112解析

若该过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现,则粒子做类平抛运动,沿x轴正方向做匀速直线运动;若该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现,则粒子做匀速圆周运动,沿x轴正方向分速度在减小,根据

可知t1<t2,故A正确,B错误。若该过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现,则粒子做类平抛运动,到达P点时速度大于v0;若该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现,则粒子做匀速圆周运动,到达P点时速度等于v0,根据

可知Ek1>Ek2,故C错误,D正确。1234567891011129.如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出。下列说法正确的是(

)A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短C123456789101112解析

带电粒子从a点进入磁场后向下偏转,即洛伦兹力向下,根据左手定则可知粒子一定带负电,选项A错误;带电粒子在磁场中运动时一般不考虑重力,故粒子在磁场中做匀速圆周运动,故粒子在a、b两点的速率相等,选项B错误;带电粒子在磁场中做圆周运动是由洛伦兹力提供向心力,则有能使粒子从b点右侧射出磁场,选项C正确;若减小粒子入射速率,粒子运动的轨迹半径减小,粒子在磁场中运动的偏转角变大,运动时间会变长,选项D错误。12345678910111210.(多选)电荷量分别为q和-q的两个带电粒子a、b分别以速度va和vb射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,磁场宽度为d且AB=d,两粒子同时由A点射入,同时到达B点,如图所示,则(

)A.a粒子带负电,b粒子带正电B.两粒子的轨道半径之比ra∶rb=∶1C.两粒子的速度之比va∶vb=1∶2D.两粒子的质量之比ma∶mb=1∶2AD123456789101112解析

根据左手定则可判断出,a粒子带负电,b粒子带正电,故A正确;两粒子在磁场中做圆周运动,如图所示,Oa、Ob分别为其轨迹圆心,磁场宽度为d,由12345678910111211.如图所示,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场。在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;在x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1)。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子(不计重力)以速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正方向时,求:(1)粒子运动的时间;(2)粒子与O点间的距离。123456789101112解析

(1)在匀强磁场中,带电粒子做匀速圆周运动。设在x≥0区域,圆周运动轨迹半径为R1;在x<0区域,圆周运动轨迹半径为R2。由洛伦兹力公式及牛顿运动定律得12345678910111212345678910