课堂新坐标2016_2017学年高中物理第3章磁场第6节洛伦兹力与现代技术学业分层测评粤教版

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1、洛伦兹力与现代技术(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)运动电荷进入磁场(无其他场)中，可能做的运动是(　　)A．匀速圆周运动　B．平抛运动C．自由落体运动D．匀速直线运动【解析】　若运动电荷平行磁场方向进入磁场，则电荷做匀速直线运动，若运动电荷垂直磁场方向进入磁场，则电荷做匀速圆周运动，A、D正确；由于电荷的质量不计，故电荷不可能做平抛运动或自由落体运动．B、C错误．【答案】　AD2．(2015·浙江省效实中学高二检测)如图3612所示，在垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中，有a、b两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a的初速度为v，b的初速度为2v.则(

2、　　)图3612A．a先回到出发点B．b先回到出发点C．a、b同时回到出发点D．不能确定【解析】　电子再次回到出发点，所用时间为运动的一个周期．电子在磁场中运动的周期T＝，与电子运动速度无关．【答案】　C3．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图3613中虚线所示，下列表述正确的是(　　)【导学号：30800046】图3613A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间【解析】　根据左手定则可知N带正电，M带负电，A正确；因为r＝，而M的半径大于N的半径，所

3、以M的速率大于N的速率，B错误；洛伦兹力不做功，C错误；M和N的运行时间都为t＝，D错误．故选A.【答案】　A4．(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．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小【解析】　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

4、场中运动的周期增大，根据ω＝知角速度减小．选项D正确．【答案】　D5．(多选)用回旋加速器加速质子时，所加交变电压的频率为f，为了使质子获得的最大动能增加为原来的4倍，可采用下列哪几种方法(　　)A．将其磁感应强度增大为原来的2倍B．将D形金属盒的半径增大为原来的2倍C．将两D形金属盒间的加速电压增大为原来的4倍D．将交变电压的频率增大为原来的4倍【解析】　带电粒子从D形盒中射出时的动能Ekm＝mv①带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则最大圆周半径R＝②由①②可得Ekm＝，显然，当带电粒子q、m一定时，则Ekm∝R2B2，即Ekm与磁场的磁感应强度B、D形金属盒的半径R的

5、平方成正比，与加速电场的电压无关，故A、B正确，C、D错误．【答案】　AB6.如图3614所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为(　　)图3614A．1∶　　　　　　　B．1∶2C．1∶1D．2∶1【解析】　正负电荷在磁场中轨迹如图所示，由几何知识，θ1＝60°，θ2＝120°，则t∝θ，所以t1∶t2＝1∶2.【答案】　B7．如图3615所示，重力不计、初速度为v的正电荷，从a点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，若

6、边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后(　　)图3615A．动能发生改变B．运动轨迹是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动C．运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出D．运动轨迹是一个半圆，并从a点下方某处穿出边界向左射出【解析】　洛伦兹力不做功，电荷的动能不变，A不正确；由左手定则知，正电荷刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向向上，电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出，B、D均不正确，C正确．【答案】　C8.质谱仪原理如图3616所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B

7、1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动．求：图3616(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？【解析】　(1)在a中，e被加速电场加速，由动能定理有eU1＝mv2，得v＝.(2)在b中，e受到的电场力和洛伦兹力大小相等，即e＝evB1，代入v值得U2＝B1d.(3)在c中，e受洛伦兹力作用而做圆周运动，回转半径R＝，代入v值得R＝.