课时分层作业21洛伦兹力与现代科技.docx

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1、课时分层作业(二十一)洛伦兹力与现代科技[基础达标练](15分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．(多选)一个运动电荷通过某一空间时，没有发生偏转，那么就这个空间是否存在电场或磁场，下列说法中正确的是()A．一定不存在电场B．一定不存在磁场C．可能存在磁场D．可能既存在磁场，又存在电场CD[运动电荷没有发生偏转，说明速度方向没变，此空间可以存在电场，如运动方向与电场方向在同一直线上，也可以存在磁场，如v平行于B，也可能既有电场，又有磁场，如正交的电磁场，qE＝qvB时，故C、D对．]2.(多选)如图5-6-18所示，在平

2、行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行金属板方向以相同动能射入两板间，其中氘核沿直线运动未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则()【导学号：69682296】图5-6-18A．偏向正极板的是质子B．偏向正极板的是氚核C．射出时动能最小的是质子D．射出时动能最大的是氚核1ACD[三个粒子射入时动能相同，由Ek＝2mv2得质量与速度的平方成反比．三个粒子射入复合场中，都受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，其中氘核第1页E沿直线运动未发生偏转，则有Bqv＝qE，则v＝B.而质子Bqv＞qE，向上偏转，运动过程中，洛伦兹力不做功，

3、电场力做负功，射出时动能减少．同理可得，氚核Bqv＜qE，向下偏转，运动过程中，电场力做正功，射出时动能增加．选项A、C、D正确，B错误．]3.如图5-6-19所示是质谱仪示意图，它可以测定单个离子的质量，图中离子源S产生带电荷量为q的离子，经电压为U的电场加速后垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，沿半圆轨道运动到记录它的照相底片P上，测得它在P上位置与A处水平距离为d，则该离子的质量m大小为()图5-6-19A.qB2d2B.qB2d28U4UqB2d2qB2d2C.2UD.U1A[粒子经过加速电场过程中由动能定理得qU＝2mv2.在匀强磁场中

4、粒子ddmvqB2d2做圆周运动的半径为2，则有2＝Bq.联立以上两式解得m＝8U.]4．(多选)如图5-6-20是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核2(1H)和氦核(42He)．下列说法中正确的是()【导学号：69682297】图5-6-20A．它们的最大速度相同B．它们的最大动能相同C．它们在D形盒内运动的周期相同D．仅增大高频电源的频率，可增大粒子的最大动能2qBR12q2B2R2mvmAC[根据qvmB＝R，得vm＝m，Ekm＝2mvm＝2m，可见它们的最大速度相

5、同而最大动能不同，A正确，B错误．最大动能与频率无关，D错误．两第2页种粒子运动的周期相同，C正确．]5．(多选)下列各选项中虚线空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为＋q，质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是()CD[带电小球进入复合场时受力情况：其中只有C、D两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同，所以有可能沿直线通过复合场区域，A项中力qvB随速度v的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生夹角，做曲线运动

6、．]6.(多选)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域．如图5-6-21是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是()【导学号：69682298】图5-6-21A．电势差UCD仅与材料有关B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD<0C．仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平BC[电势差UCD与磁感应强度B、材料有关，选项A错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，由左手定

7、则可知，电子向C侧面偏转，则电势差UCD<0，选项B正确；仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大，选项C正确；在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直且东西放置，选项D错误．]二、非选择题(14分)7.质谱仪原理如图5-6-22所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择第3页器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，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的正粒子(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匀速圆周运动．求：图5-6-22(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选

8、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U1加速，由动能定理有12e