2022年高中物理第三章磁场第节洛伦兹力的应用课时训练含解析教科版选修 .docx

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1、精品_精品资料_第 5 节 洛伦兹力的应用【测控导航】学问点题号1. 带电粒子在匀强磁场中的运动1 易,6易 ,8中, 9 中,11难2 易,3易 ,4易,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 洛伦兹力在实际中的应用5 易,7中 ,10 中可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 处在匀强磁场内部的两个电子A和 B 分别以速率 v 和 2v 垂直于磁场开头运动 , 经磁场偏转后, 哪个电子先回到原先的动身点DA. 条件不够无法比较B.A 先到达C.B 先到达D.同时到达解析 : 由周期公式T=可知 , 运动周期与速度 v 无关 . 两个电子各自经过一个周期又回到原先

2、的动身点 , 故同时到达 , 选项 D正确 .2. 多项选择 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先的4 倍, 原就上可以接受以下哪几种方法ACA. 将其磁感应强度增大为原先的2 倍B. 将其磁感应强度增大为原先的4 倍C. 将 D 形盒的半径增大为原先的2 倍D. 将 D 形盒的半径增大为原先的4 倍解析 : 质子在回旋加速器中做圆周运动的半径 r= , 故动能 Ek= , 所以要使动能变为原先的 4 倍, 应将磁感应强度 B 或 D 形盒半径增大为原先的 2 倍, 选项 A,C 正确 ,B,D 错误 .3. 多项选择 图为某磁谱仪部分构件的示意图 . 图中 , 永磁铁供应

3、匀强磁场 , 硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹 . 宇宙射线中有大量的电子、 正电子和质子 . 当这些粒子从上部垂直进入磁场时 , 以下说法正确的选项是 AC A. 电子与正电子的偏转方向确定不同B. 电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径确定相同C. 仅依据粒子运动轨迹无法判定该粒子是质子仍是正电子D. 粒子的动能越大, 它在磁场中运动轨迹的半径越小解析 : 电子、正电子和质子垂直进入磁场时, 所受的重力均可忽视, 受到的洛伦兹力的方向与可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其电性有关 , 由左手定就可知选项A正确; 由关系式 r=知, 假设电子与正电子在磁场中运动速度不同

4、 , 就其运动的轨迹半径也不相同, 应选项 B错误 . 由 r=知, 选项 D 错误. 因质子和正电子均带正电, 且半径大小无法确定, 故依据粒子运动轨迹无法判定该粒子是质子仍是正电子 , 选项 C 正确.4.2022 巢湖高二期末 多项选择 目前世界上正在争论一种新型发电机叫磁流体发电机, 如图表示它的原理 : 将一束等离子体 包含正、负离子 喷射入磁场 , 在磁场中有两块金属板A,B, 于是金属板上就会集合电荷, 产生电压 . 以下说法正确的选项是ACDA.B 板带正电B.A 板带正电C.其他条件不变 , 只增大射入速度 ,U AB增大D.其他条件不变 , 只增大磁感应强度,UAB 增大解

5、析 : 依据左手定就 , 正离子进入磁场受到的洛伦兹力向下,B 板带正电 , 选项 A 正确 ,B 错误;最终 , 离子受力平稳有 qBv=q, 可得 UAB=Bvd, 选项 C,D 正确 .5.2022 浙江校级学业考试 如下图 , 粒子源 P 会发出电荷量相等的带电粒子. 这些粒子经装置 M加速并选择后 , 能以相同的速度从A点垂直磁场方向沿AB射入正方形匀强磁场ABCD. 粒子 1, 粒子 2 分别从 AD中点和 C 点射出磁场 . 不计粒子重力 , 就粒子 1 和粒子 2BA. 均带正电 , 质量之比为 4 1B. 均带负电 , 质量之比为 1 4C. 均带正电 , 质量之比为 2 1

6、D. 均带负电 , 质量之比为 1 2解析 : 由图示可知 , 粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向左, 由左手定就可知, 粒子带负电; 设正方形的边长为L, 由图示可知 , 粒子轨道半径分别为r 1= L,r 2=L, 粒子在磁场中做匀速圆周运动 , 由牛顿其次定律得qvB=m ,m= r, 就 = , 应选 B.6. 多项选择 如下图 ,A 点的离子源沿纸面垂直OQ方向向上射出一束负离子, 离子的重力忽视不计 . 为把这束负离子约束在OP之下的区域 , 可加垂直纸面的匀强磁场. 已知 O,A 两点间的距离为 s, 负离子的比荷为, 速率为 v,OP 与 OQ间的夹角为30 , 就所加匀强磁

7、场的磁感应可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_强度 B 的大小和方向可能是 BDA.B, 垂直纸面对里B.B, 垂直纸面对里C.B, 垂直纸面对外D.B, 垂直纸面对外解析 : 当磁场方向垂直纸面对里时, 其临界轨迹即圆弧与OP相切于 M点, 如图 甲 所示, 由几何关系得 s+r 1=, 所以 r 1=s, 又因 r 1=, 所以 B1=; 当磁场方向垂直纸面对外时, 其临界轨迹即圆弧与OP 相切于 N 点, 如图 乙 所示 , 由几何关系 ,s=+r 2, 得 r 2= ,r 2=, 所以B2=, 选项 B,D 正确 ,A,C 错误 .7. 多项选择 如下图 , 一段长方体形导

8、电材料 , 左右两端面的边长都为 a 和 b, 内有带电荷量为 q 的某种自由运动电荷 . 导电材料置于方向垂直于其前外表向里的匀强磁场中 , 内部磁感应强度大小为 B. 当通以从左到右的恒定电流 I 时, 测得导电材料上、下外表之间的电压为U设材料内部公式E= 仍适用 , 且上外表的电势比下外表的低. 由此可得 ADA. 自由运动电荷为负电荷B. 自由运动电荷为正电荷C. 自由运动电荷的速率v=D. 自由运动电荷的速率v=解析 : 导电材料上外表的电势比下外表的低, 自由电荷在磁场中定向移动, 由于洛伦兹力作用, 上外表积聚负电荷 , 下外表积聚正电荷, 即负电荷所受洛伦兹力方向向上, 由左

9、手定就判定可知, 自由运动电荷为负电荷, 选项 A正确 ,B 错误. 依据自由运动电荷水平通过导电材料时受力平稳 , 即受到的电场力等于洛伦兹力, 所以 qE=qvB, 导电材料内部的电场E= , 得出自由运动电荷的速率 v=, 选项 C 错误 ,D 正确 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_8. 多项选择 如下图 , 速度不同的同种带电粒子a,b 重力不计 沿半径 AO方向进入一圆形匀强磁场区域 ,a,b两粒子的运动轨迹分别为和, 就以下说法中正确的选项是CDA.a,b两粒子均带正电B.a 粒子的速度比 b 粒子的速度大C.a 粒子在磁场中的运动时间比b 粒子长D.两粒子离开磁

10、场时的速度反向延长线确定都过圆心O解析 : 粒子进入磁场时所受的洛伦兹力向下, 依据左手定就知 , 粒子均带负电 , 选项 A 错误 ;b的轨道半径大于 a 的轨道半径 , 依据 r=知,b 粒子的速度大于 a 粒子的速度 , 选项 B 错误 ;a粒子在磁场中运动的圆心角大于b粒子在磁场中运动的圆心角, 依据 T=知, 两粒子的周期相同 , 结合 t=T 知,a 粒子在磁场中运动的时间大于b 粒子在磁场中运动的时间, 选项 C 正确; 进入磁场区域时 , 速度方向指向圆心O, 依据圆的对称性可以知道, 离开磁场时 , 速度确定背离圆心 , 选项 D 正确.9. 如下图 , 直角三角形 ABC中

11、存在一垂直纸面对里的匀强磁场, 比荷相同的两带电粒子沿AB方向从 A点射入磁场 , 分别从 AC边上的 P,Q 两点射出 , 不计粒子重力 . 以下说法正确的选项是DA. 从 P 点射出的粒子速度大B. 从 Q点射出的粒子在磁场中运动的周期大C. 从 Q点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 : 两带电粒子在磁场中运动轨迹如下图, 圆心分别为O1,O2, 弦 AP,AQ的中垂线交 AC 于 M点和 N点, 由于 AO1M= AO2N, 所以 MO1P= NO2Q,即两粒子轨迹所对的圆心角相等, 又 T=相同 , 所以两粒子在磁场中运动时间一样长, 选项 D 正

12、确 ,B,C 错误; 由图看出 , 从 Q 点射出的粒子半径大 , 速度大 , 选项 A 错误.10. 已知回旋加速器 D 形盒内匀强磁场的磁感应强度B=1.5 T,D形盒的半径为 R=60 cm,两盒间隙 d=1.0 cm, 两盒间电压U=2.0 104 V, 今将粒子接近间隙中心某点向D 形盒内以近似于零的初速度垂直于半径的方向射入, 求粒子在加速器内运动的时间. 不计粒子在电场中运动的时间 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解析 : 粒子在 D 形盒中运动的最大半径为R, 由洛伦兹力供应向心力可得qvmaxB=m得vmax=,粒子获得的最大动能Ekmax= m=粒子被加速的

13、次数为 n= = 就粒子在加速器中运动的总时间t= T= =-5=s 4.2 10s.-5答案 :4.2 10s11.2022 大连高二检测 如图, 在某装置中有一匀强磁场, 磁感应强度为 B, 方向垂直于 xOy 所在纸面对外 . 某时刻在 x=l 0,y=0 处, 一质子沿 y 轴负方向进入磁场 ; 同一时刻 , 在 x=-l 0,y=0 处, 一个粒子进入磁场, 速度方向与磁场垂直. 不考虑质子与粒子的相互作用, 设质子的质量为 m,电荷量为e 粒子的质量是质子质量的4 倍, 粒子的电荷量是质子电荷量的2倍. 就:(1) 假如质子经过坐标原点O,它的速度为多大 .(2) 假如粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇, 粒子的速度应为何值.方向如何 .解析 :1质子的运动轨迹如图 甲 所示 , 其圆心在 x=处, 其半径 r H= .又 r H=, 可得 vH=.2 质子从 x=l 0 处到达坐标原点 O处的时间为 t H=, 又 TH=, 可得 t H=.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_粒子的周期为 T =, 可得 t =两粒子的运动轨迹如图 乙 所示由几何关系得r =l 0, 又 2ev B=,解得 v =, 方向与 x 轴正方向的夹角为.答案 :12方向与 x 轴正方向的夹角为欢送下载；欢送下载；可编辑资料 - - - 欢迎下载