（课堂设计）高中物理 第6章第3节 洛伦兹力的应用基础巩固试题 鲁科版选修3-1

第3节洛伦兹力的应用基础巩固1．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ()A．速度越大，周期越大B．速度越小，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：由粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式T＝eq\f(2πm,qB)可知周期的大小与速率无关，A、B错误，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，速度方向与磁场方向垂直，C错误，D正确．答案：D2．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图6－3－16所示．这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器图6－3－16C．离子从磁场中获得能量图6－3－16D．离子从电场中获得能量答案：AD3.如图6－3－17所示，一水平导线通以电流I，导线下方有一电子，初速度方向与电流平行，关于电子的运动情况，下述说法中，正确的是()图6－3－17A．沿路径a运动，其轨道半径越来越大图6－3－17B．沿路径a运动，其轨道半径越来越小C．沿路径b运动，其轨道半径越来越小D．沿路径b运动，其轨道半径越来越大解析：由安培定则可判断，导线I下方的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断，电子将向下偏转，由于离导线越远，磁感应强度B越小，由r＝eq\f(mv,qB)知电子运动的半径越来越大，故A正确，B、C、D错误．答案：A图6－3－184.如图6－3－18所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率，沿与x轴成30°的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为 ()图6－3－18A．1∶2B．2∶1C．1∶eq\r(3)D．1∶1答案：B知能提升5.如图6－3－19是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1、A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是 ()图6－3－19A．质谱仪是分析同位素的重要工具图6－3－19B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小答案：ABC6.把金属块放在匀强磁场中，如图6－3－20所示，磁场方向垂直于内、外表面水平向外，金属块中有电流通过．设金属块上、下两表面的电势分别是U上、U下，则()A．U上>U下图6－3－20B．U上＝U下图6－3－20C．U上<U下D．不能判断哪一面电势较高解析：本题考查金属块中电流的形成及上、下表面的电势．金属块中的电流是自由电子定向移动形成的，电子受到洛伦兹力的作用而向下偏转，在金属块的上、下表面分别积聚正、负电荷，故上板电势高，A正确，B、C、D错．故正确答案为A.答案：A图6－3－217.如图6－3－21所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，最后到达感光板上的P点.经测量P、O间的距离为l，不计带电粒子受到的重力．求：图6－3－21(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小；(2)带电粒子的质量．解析：(1)由洛伦兹力公式得F＝qvB(2)由洛伦兹力提供向心力得qvB＝meq\f(v2,r)由题意得r＝eq\f(l,2)联立以上两式解得带电粒子的质量为m＝eq\f(qBl,2v)答案：(1)qvB(2)eq\f(qBl,2v)图6－3－228.如图6－3－22所示，AB间存在方向与竖直方向成45°角斜向上的匀强电场E1，BC间存在竖直向上的匀强电场E2，AB间距为0.2m，BC间距为0.1m，C为荧光屏．质量m＝1.0×10－3kg，电荷量q＝＋1.0×10－2C的带电粒子由a点静止释放，恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏的O点．若在BC间再加方向垂直纸面向外、大小B＝1.0T的匀强磁场，粒子经b点偏转到达荧光屏的O′点(未画出)．取g＝10m/s图6－3－22(1)E1的大小．(2)加上磁场后，粒子由b点到O′点电势能的变化量．解析：(1)粒子在AB间做匀加速直线运动，受力如右图所示，qE1cos45°＝mgE1＝eq\f(mg,qcos45°)＝eq\r(2)V/m＝1.4V/m.(2)由动能定理得：qE1sin45°·dAB＝eq\f(1,2)mvb2vb＝eq\r(\f(2qE1sin45°·dAB,m))＝eq\r(2gdAB)＝2m/s加磁场前粒子在BC间作匀速直线运动则有qE2＝mg加磁场后粒子作匀速圆周运动，轨迹如图．由洛伦兹力提供向心力得qvbB＝eq\f(mvb2,R)，得R＝eq\f(mvb,qB)＝0.