2017-2018学年高中物理 课时跟踪检测（二十一）洛伦兹力的应用 鲁科版选修3-1

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1、课时跟踪检测（二十一）洛伦兹力的应用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．速率越大，周期越大B．速率越小，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：选D　由T＝知周期与速率v无关，A、B均错。运动方向与磁场方向垂直，C错D对。2．(2015·全国卷Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的(　　)A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小C．轨道半径

2、增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小解析：选D　分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的速度v大小不变，磁感应强度B减小，由公式r＝可知，轨道半径增大。分析角速度：由公式T＝可知，粒子在磁场中运动的周期增大，根据ω＝知角速度减小。选项D正确。3.(多选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图1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(　　)图1A．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C．离子从磁场中获得能

3、量D．离子从电场中获得能量解析：选AD　回旋加速器的原理是带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转，每转半周加速一次，因此其轨道半径越来越大。粒子是从加速器的中心附近进入加速器的，最后是从加速器的最外边缘引出高速的粒子。4.如图2所示的圆形区域内，匀强磁场方向垂直于纸面向里。有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中(　　)图2A．运动时间越长，其轨道对应的圆心角越大B．运动时间越长，其轨道越长C．运动时间越短，射出磁场区域时速度越小D．运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏向角越大解析：选A　质子的速

4、度越小，运动半径越小，在磁场中运动的时间越长，轨迹对应的圆心角越大，但运动轨迹不一定长；同理，速度越大，半径越大，在磁场中运动时间越短，速度的偏向角越小。故选项A正确。5.如图3所示，在x>0，y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件(　　)图3A．不能确定粒子通过y轴时的位置B．不能确定粒子速度的大小C．不能

5、确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对解析：选D　垂直于x轴进入磁场，垂直于y轴离开磁场，由此可确定离子运动的轨迹是四分之一个圆周，故选项A、B、C都能确定，只能选D。6．如图4所示，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(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(　　)图4A．2　　　　　　　　　　　B.C．1D.解析：选

6、D　根据题图中的几何关系及带电粒子在匀强磁场中的运动性质可知：带电粒子在铝板上方做匀速圆周运动的轨道半径r1是其在铝板下方做匀速圆周运动的轨道半径r2的2倍。设粒子在P点的速度为v1，根据牛顿第二定律可得qv1B1＝，则B1＝＝；同理，B2＝＝，则＝，D正确，A、B、C错误。7.(多选)长为L的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为L，极板不带电。现有质量为m，电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射，如图5所示。欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是(　

7、　)图5A．使粒子速度vC．使粒子速度v>D．使粒子速度时粒子能从右边穿出。粒子恰好从左边穿出时圆心在O′点，有r2＝×＝，r2＝得v2＝故v<时粒子能从左边穿出。8.如图6所示，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为6

8、0°，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的大小B需满足(　　)图6A．B＞　　　　　　B．B＜C．B＞D．B＜解析：选B　粒子刚好达到C点时，其运动轨迹与AC相切，如图所示。粒子运动的半径为r0＝。由r＝可知，粒子要能从AC边射出，粒子运行的半径r＞r0，解得B＜，选项B正确。9.如图7所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强