63洛伦兹力的应用每课一练（鲁科版选修3-1）

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1、6・3洛伦兹力的应用每课一练（鲁科版选修3・1）1.两个粒子，电荷量相同，在同一匀强磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动，则以下说法正确的是（）①若速率相等，则半径必相等②若动能相等，则周期必相等③若质量相等，则周期必相等④若质量与速度的乘积大小相等，则半径必相等A.①②③B.②③C.③④D.①③④解析:因为带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r=丽周期T=-^-o两个粒子电荷量相同又在同一匀强磁场中，所以彳、B相等，/与加、。有关，卩只与刖有关，所以C正确。答案：C2.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的

2、4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。如图1的四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（）C.D.图1解析：由半径公式『=飞得-=—1=2,故粒子甲的轨迹为大圆，粒子乙的轨迹为qBr乙tn乙q甲小圆，再由左手定则判知A正确，B、C、D都错。答案：A3・经过回旋加速器加速后，带电粒子获得的动能（）A.与D形盒的半径无关B.与高频电源的电压有关C.与两D形盒间的缝隙宽度无关A.与匀强磁场的磁感应强度无关伽土匚去mv仲qB『解析：由『一莎

3、碍。一加又Ek=2^tv22nl2由①②得由Ek的表达式得Ek与电压U和缝隙宽度〃均无关，只有C正确。图2答案：C4•如图2所示，一电子以与磁场方向垂直的速度e从P处沿PQ方向进入长为〃、宽为力的匀强磁场区域，从7V处离开磁场，若电子质量为加，带电荷量为e,磁感应强度为〃，贝!1()A.电子在磁场中运动的时间t=d/vB.电子在磁场中运动的时间t=h/vC.洛伦兹力对电子做的功为BevhD.电子在N处的速度大小也是。解析：洛伦兹力不做功，所以电子在W处速度大小也为e,D正确、C错，电子在磁场中的运动时间/

4、=警工諾,A、B均错。答案：D5.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图3所示。这台加速器由两个铜质D形盒Di、D2构成，其间留有空隙。下列说法正确的是()A.离子在D形盒中运动时，其半径和运动一圈的时间都变大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量D.离子从电场中获得能量解析:在D形盒中丁=乔可知其运动一圈的时间不变，故A错；回旋加速器对离子加速时，离子是由加速器的中心进入加速器的，故B错误；离子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，所以离子的能量不变，故C错误；D形盒5、D

5、2之间存在交变电场，当离子通过交变电场时，电场力对离子做正功，离子的能量增加，所以离子的能量是从电场中获得的，D正确。答案:D6.图4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〃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力/2。平板S下方有强度为5）的匀强磁场。下列表述错误的是（）图4A.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的带电粒子的速率等于£/〃D.粒子打在胶片上的

6、位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小解析：因同位素原子的化学性质完全相同，无法用化学方法进行分析，故质谱仪就成为同位素分析的重要工具，A正确。在速度选择器中，带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向，结合左手定则可知B正确。再由qE=qvB有v=E/B9C正确。在匀强磁场B（）中R=誌,所以盒=話,D错误。答案：D7•如图5所示,正方形容器在匀强磁场中，一束电子从“孔垂直于磁场射入容器中,其中一部分从C孔射出，一部分从〃孔射出，则下列说法错误的是（A.）从两孔射出的电子速度之比为％:vd=2

7、:1B.从两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比办:td=：2C.D.从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为血：如=迈：1从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比为編：如=2:1解析：由『詡,倚：M,即vc:Vj=rc:m=2：1,A正确；由丁=~^~和4=7,td=N2得厶：b=N=l：2,B正确;由qvB=tnaf得°=鬻^，所以％：如=%：%=2：1,D正确，C错误。答案:C8•如图6所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里.磁感应强度为yXXXXXXXXvXXXXXXXXX.oXB

8、的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度e进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120。角，若粒子穿过j，轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为“，则该粒子的图6比荷和所带电荷的正负判断正确的是(正电荷D・盏，负电荷A磊正电荷C磊负电荷解析：由题中带电粒子穿过y轴正半轴可知粒子所带电荷的电性为负，根据题目含义画出轨迹图如图所示，又有粒子在磁场中到x轴的最大距离为“，满足关系式：r+rsin30