2019_2020学年高中物理第三章磁场第5节洛伦兹力的应用练习含解析教科版选修3.doc

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1、第5节　洛伦兹力的应用一、单项选择题1.如图所示，有界匀强磁场边界线SP∥MN，速度不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场，其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直，穿过b点的粒子，其速度方向与MN成60°角．设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1、t2，则t1∶t2为(　　)A．1∶3　　　　　　　　B．4∶3C．1∶1D．3∶2解析：a粒子的偏向角为90°，b离子的偏向角为60°，即a、b离子做圆周运动的圆心角分别为90°、60°，由t＝T知，＝＝，D项正确．答案：D-6-2.两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示．粒子a的运动轨迹半

2、径为r1，粒子b的运动轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量，则(　　)A．a带负电、b带正电、∶＝2∶1B．a带负电、b带正电、∶＝1∶2C．a带正电、b带负电、∶＝2∶1D．a带正电、b带负电、∶＝1∶1解析：根据磁场方向及两粒子在磁场中的偏转方向可判断出a、b分别带正、负电，根据半径之比可计算出∶为2∶1.答案：C3.美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一步．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其

3、中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，如图所示．带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是(　　)A．带电粒子每运动一周被加速两次B．带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D．加速电场方向需要做周期性的变化解析：由题图可以看出，带电粒子每运动一周被加速一次，A错误；由R＝和Uq＝mv－mv可知，带电粒子每运动一周，电场力做功都相同，动能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圆周运动的半径增加量不相同，B错误；由v＝可知，加速

4、粒子的最大速度与D形盒的半径R有关，C正确；由T＝可知，粒子运动的周期不随v而变，故D错误．答案：C4.如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则(　　)A．电子在磁场中运动的时间t＝B．电子在磁场中运动的时间t＝C．洛伦兹力对电子做的功为BevhD．电子在N处的速度大小也是v解析：洛伦兹力不做功，所以电子在N处速度大小也为v-6-，D正确，C错误，电子在磁场中的运动时间t＝≠≠，A、B错误．答案：D5.如图所示是磁流体发电机示意图，两块面积均为S的相同平行金属板M、N

5、相距为L，板间匀强磁场的磁感应强度为B，等离子体(即高温下的电离气体，含有大量的正、负离子，且整体显中性)以速度v不断射入两平行金属极板间，两极板间存在着如图所示的匀强磁场．关于磁流体发电机产生的电动势E的大小，下列说法不正确的是(　　)A．与等离子体所带的电荷量成正比B．与等离子体速度v的大小成正比C．与两板间的距离的大小成正比D．与两板间匀强磁场的磁感应强度的大小成正比解析：当粒子所受洛伦兹力与电场力平衡时，板间电压达到稳定，此时，qvB＝q·，则U＝BLv.可知A说法不正确，故正确答案为A.答案：A二、多项选择题6．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量

6、相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是(　　)A．a粒子动能最大B．c粒子速率最大C．a粒子在磁场中运动时间最长D．它们做圆周运动的周期Tavb>va，A错误，B正确；根据运动轨迹对应的圆心角及周期公式，可知它们的周期相等，a粒子在磁场中运动时间最长，C正确，D错误．答案：BC7.如图所示，在一个圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．速率不同的一束质子从边缘的M点沿半径方向射入磁场区域，关于质子在磁场中的运动下列说法正确

7、的是(　　)A．运动轨迹越长的，运动时间越长B．运动轨迹越短的，运动时间越长C．运动速率大的，运动时间越长D．运动速率小的，运动时间越长解析：根据质子在磁场中的运动情况作出不同速率的质子的运动轨迹如图所示，由图和r＝可知，质子的运动速率v1>v2，显然运动轨迹s1>s2，θ1<θ2，且质子的运动时间t∝θ，正确答案为B、D项．答案：BD-6-8.1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示．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(