（課堂設(shè)計(jì)）高中物理 第6章第3節(jié) 洛倫茲力的應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固試題 魯科版選修3-1

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1、第3節(jié)　洛倫茲力的應(yīng)用 基礎(chǔ)鞏固 1．電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 (　　) A．速度越大，周期越大 　 B．速度越小，周期越大 C．速度方向與磁場(chǎng)方向平行 　 D．速度方向與磁場(chǎng)方向垂直 解析：由粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式T＝可知周期的大小與速率無關(guān)，A、B錯(cuò)誤，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 2．1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖6－3－16所示．這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是

2、 (　　) A．離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器 B．離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器 圖6－3－16 C．離子從磁場(chǎng)中獲得能量 D．離子從電場(chǎng)中獲得能量 答案：AD 3.如圖6－3－17所示，一水平導(dǎo)線通以電流I，導(dǎo)線下方有一電子，初速度方向與電流平行，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)情況，下述說法中，正確的是 (　　) 圖6－3－17 A．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越大 B．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越小 C．沿路徑b運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越小 D．沿路徑b運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑越來越大 解析：由安培定則可判斷，導(dǎo)線I下方的磁場(chǎng)方向垂直

3、紙面向外，由左手定則可判斷，電子將向下偏轉(zhuǎn)，由于離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小，由r＝知電子運(yùn)動(dòng)的半徑越來越大，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 答案：A 圖6－3－18 4.如圖6－3－18所示，在第Ⅰ象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速率，沿與x軸成30°的方向從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為 (　　) A．1∶2 B．2∶1 C．1∶ D．1∶1 答案：B 知能提升 5.如圖6－3－19是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器．速

4、度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1、A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．下列表述正確的是 (　　) 圖6－3－19 A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B．速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小 答案：ABC 6.把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖6－3－20所示，磁場(chǎng)方向垂直于內(nèi)、外表面水平向外，金屬塊中有電流通過．設(shè)金屬塊上、下兩表面的電勢(shì)分別是U上、U下，則 (　　) A．U上

5、>U下 圖6－3－20 B．U上＝U下 C．U上

6、距離為l，不計(jì)帶電粒子受到的重力．求： (1)帶電粒子所受洛倫茲力的大?。? (2)帶電粒子的質(zhì)量． 解析：(1)由洛倫茲力公式得F＝qvB (2)由洛倫茲力提供向心力得qvB＝m 由題意得r＝ 聯(lián)立以上兩式解得帶電粒子的質(zhì)量為m＝ 答案：(1)qvB　(2) 圖6－3－22 8.如圖6－3－22所示，AB間存在方向與豎直方向成45°角斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，BC間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，AB間距為0.2 m，BC間距為0.1 m，C為熒光屏．質(zhì)量m＝1.0×10－3 kg，電荷量q＝＋1.0×10－2 C的帶電粒子由a點(diǎn)靜止釋放，恰好沿水平方向經(jīng)過b點(diǎn)到達(dá)熒光屏的O點(diǎn)．若在

7、BC間再加方向垂直紙面向外、大小B＝1.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子經(jīng)b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O′點(diǎn)(未畫出)．取g＝10 m/s2，求： (1)E1的大?。? (2)加上磁場(chǎng)后，粒子由b點(diǎn)到O′點(diǎn)電勢(shì)能的變化量． 解析： (1)粒子在AB間做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，受力如右圖所示， qE1cos 45°＝mg E1＝＝ V/m＝1.4 V/m. (2)由動(dòng)能定理得： qE1sin 45°·dAB＝mvb2 vb＝ ＝＝2 m/s 加磁場(chǎng)前粒子在BC間作勻速直線運(yùn)動(dòng) 則有qE2＝mg 加磁場(chǎng)后粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖． 由洛倫茲力提供向心力得 qvbB＝，得R＝＝0.2 m 設(shè)偏轉(zhuǎn)距離為y，由幾何關(guān)系得： R2＝dBC2＋(R－y)2 y＝2.7×10－2 m W＝－qE2·y＝－mgy＝－2.7×10－4 J 即電勢(shì)能增加了2.7×10－4 J 答案：(1)1.4 V/m　(2)增加了2.7×10－4 J