课时分层作业21洛伦兹力的应用.docx

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1、课时分层作业(二十一)洛伦兹力的应用[基础达标练](15分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．如图6-3-11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()【导学号：46242239】2A．2B.2C．1D.2图6-3-11D[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

2、板下方做匀速圆周运动的轨mv12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＝r1，11mv12mEk2mv22m·EkB12＝2，则则B＝qrqr；同理，B＝qr＝qrB＝2，D正确，A、B、11222C错误．]2．(多选)有一种新型发电机叫磁流体发电机，如图6-3-12所示为它的发电原理图：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而整体呈中性)沿图所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图所示的情况下，下列说法正确的是()图6-3-12A．A板带正电B．有电流从b经用电器流向aC．金

3、属板A、B间的电场方向向下D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受静电力BD[等离子体射入磁场后，由左手定则知正离子受到向下的洛伦兹力向B板偏第1页转，故B板带正电，B板电势高，电流方向从b流向a，电场的方向由B板指向A板，A、C错误，B正确；当Bvq＞Eq时离子发生偏转，故D正确．]3．如图6-3-13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()A．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图

4、6-3-13A[质子的速度越小，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．]4．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图6-3-14所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比约为()【导学号：46242240】A．11B．12C．121D．144图6-3-

5、14D[带电粒子在加速电场中运动时，有1qU＝mv2，在磁场中偏转时，其半径r2＝mv，由以上两式整理得：r＝12mU.由于质子与一价正离子的电荷量相同，qBBqB1∶B2＝1∶12，当半径相等时，解得：m2＝144，选项D正确．]m1二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分)如图6-3-15所示，一束电子(电荷量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B、宽为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°，求电子的质量和电子穿过磁场的时间．图6-3-15[解析]电子在磁场中只受洛伦兹力作用，故其轨迹是一段圆弧，又因为F洛⊥v，第2页故圆心在电子射入和穿出磁场

6、时受到洛伦兹力作用线的交点上，如︵图中O点．由几何知识知，AC所对应的圆心角θ＝30°，OC为半径，所以r＝d＝2d，sin30°mv2dBe又由r＝Be得m＝v.︵又因为AC对应的圆心角是30°，所以电子穿过磁场的时间是t＝1T＝12πmπd·＝3v.1212eB2dBeπd[答案]v3v6．(14分)如图6-3-16所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场．带电量为＋q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动．忽略重力的影响，求：(1)匀强电场场强E的大小；(2)粒子从电场射出

7、时速度v的大小；(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R.【导学号：46242241】图6-3-16U[解析](1)匀强电场场强E＝d.12(2)根据动能定理qU＝2mv2qU解得v＝m.(3)根据洛伦兹力提供向心力2vmv12mU解得R＝qB＝Bq.U2qU12mU[答案](1)d(2)m(3)Bq[能力提升练]第3页(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)如图6-3-17为某磁谱仪部分构件的示意图．图中