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《35洛伦兹力的应用每课一练（教科版选修3-1）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、3.5洛伦兹力的应用（时间：60分钟）II达标基训II知识点一利用磁场控制带电粒子的偏转MXXXxxXN图3-5-171.如图3—5—17所示，M、N为一对水平放置的平彳亍金属板，一带电粒子以平行于金属板方向的速度e穿过平行金属板•若在两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，可使带电粒子的运动不发生偏转.若不计粒子所受的重力，则以下叙述正确的是（）.A.若改变带电粒子的电性，即使它以同样速度。射入该区域，其运动方向也一定会发生偏转B.带电粒子无论带上何种电荷，只要以同样的速度。入射，都不会发生偏转C・若带电粒子的入射速度，>s它将做匀变速
2、曲线运动D.若带电粒子的入射速度o'°,则有g"B>qE,洛伦兹力大于电场力，粒子将向洛伦兹力方向偏转而做曲线运动，电场力做负功，粒子的速度将减小，但当粒子速度变化，洛伦兹力也随之发生变化，所以粒子所受合外力时刻发生变化，因此粒子不做匀变速曲线运动，C错
3、.若，5则g，BCqE,粒子将向电场力方向偏转，由于粒子带电正、负不知，故D错.答案B图3-5-181.如图3-5-18所示为一速度选择器(也称为滤速器)的原理图.K为电子枪，由枪中沿Q方向射出的电子，速率大小不一.当电子通过方向互相垂育的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300V,间距为5cm,垂直纸而的匀强磁场的磁感应强度为0.06T,问：(1)磁场的指向应该向里还是向外？(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?解析(1)由题图可知，平行板产生的电场强度E方向向下，使带负电的
4、电子受到的电场力FE=eE9方向向上.若没有磁场，电子束将向上偏转.为了使电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子束的洛伦兹力必须是向下的.根据左手定则分析得出，0的方向垂直于纸面向里.(2)电子受到的洛伦兹力为：Fs=evB9它的大小与电子速率e有关.只有那些速率的大小刚好使得洛伦兹力与电场力相平衡的电子，才可沿直线心通过小F孔S.据题意，能够通过小孔的电子，其速率满足下式：evB=eE9解得：v=^,又因为E=*,所以；?=缶.将t/=300V,3=0.06T,^=0.05m代入上式，得e=10’m/s即只有速率为io：m/s的电子可以
5、通过小孔S.答案⑴向里(2)105m/s3•如图3-5-19所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为—束电子沿圆形区域的直径方向以速度e射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成&角.设电子质量为加，电荷量为不计电子Z间相互作用力及所受的重力.求：图3—5—19(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R.(2)电子在磁场中运动的时间t.(3)圆形磁场区域的半径r.解析本题是考查带电粒子在圆形区域中的运动问题.一般先根据入射、出射速度确定圆心，再根据几何知识求解.首先利用对准圆心方向入射必定沿背离圆心出射的规律，
6、找出圆心位置；再利用几何知识及带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的相关知识求解.(2)如图所示，设电子做圆周运动的周期为T,则2兀加~Be.由如图所示的几何关系得圆心角a=e9所以1=斜=畔.(3)由几何关系可知：tan#=令，所以有r=^tan彳.“4mvm3mv0答案（1）瓦⑵乐（3Wan2知识点二质谱仪的工作原理图3-5-204.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图3-5-20所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看做为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片户上，设离子
7、在P上的位置到入口处$的距离为兀，可以判断（）•A.若离子朿是同位素，则x越大，离子质量越大B.若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小C.只要x相同，则离子质量一定相同D.只要x相同，则离子的比荷一定相同解析同位素加速qU=^mv2,v=i.2mv212mU,..,一十.则兀=2尸=qB=万a/―~—,由上式知A、D项正确.答案AD5.如图3-5-21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4缶•平板S
8、下方有强度为B（）的匀强磁场.下列表述止确的是).加速电场n-+速度选择器,B+诽PS图3-5-21A・质谱仪是分析同位素的重要工具B.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
