课时分层作业20探究洛伦兹力

1、课时分层作业 (二十 )探究洛伦兹力基础达标练 (15 分钟50 分 )一、选择题 (本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分 )1两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为 12，电量之比为 12，则两带电粒子所受洛伦兹力之比为()A21B11C12D14C 根据 fqvB 知，两带电粒子所受洛伦兹力与它们的电荷量成正比，故C 对 2如图，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是 ()【导学号： 69682277】B 根据左手定则， A 中 f 方向向上， B 中 f 方向向下，故 A 错， B 对 C、D 中都是 v B，f

2、0，故 C、D 都错 3速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如下图所示，则磁场最强的是 ()v2mvD 由 qvB m r 得 r qB，速率相同时，半径越小，磁场越强，选项D 正确 4两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力 )，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 ()A轨道半径减小，角速度增大B轨道半径减小，角速度减小C轨道半径增大，角速度增大D轨道半径增大，角速度减小第 1页D 带电粒子由一个磁场进入另一个磁场， 线速度大小不变， 由牛顿第二定v2律得 qvB m r ，可知轨道半径增大，再根据vr知角速度

3、减小，故选项D 正确 5初速度为 v0 的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图5-5-14 所示，则 ()【导学号： 69682278】图 5-5-14A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变A 由右手螺旋定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里， 再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力偏离电流，由于洛伦兹力不做功， 电子速率不变 6.半径为 r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子 (不计重力 )从 A 点以速度 v0 垂直于磁场方向射入磁场中， 并从 B 点射出AO

4、B 120，如图 5-5-15 所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()图 5-5-153r23rA.3v0B.3v0r3rC.3v0D. 3v0D 如图所示由 AOB 120可知，弧 AB 所对圆心角 60，设带电粒子做匀3 3r3rAB R速圆周运动的半径为R.由几何知识知 R3r ，t v v0 v03v0 ，故 D正确 二、非选择题 (14 分)第 2页7.如图 5-5-16 所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为 d，边界为 CD 和EF.一个电子从 CD 边界外侧 A 点以速率 v0 垂直匀强磁场射入，入射方向与CD边界夹角为 .已知电子的质量为 m，电荷量为 e，为使电子能从磁

5、场的另一侧EF射出，则电子的速率 v0 至少为多少？【导学号： 69682279】图 5-5-16【解析】 过电子的入射点 A 作速度方向的垂线，电子在磁场中做匀速圆周运动，电子恰好能从 EF 射出时，轨迹应与 EF 相切，如图所示此时，电子的轨道半径为r，对应最小速度 v0.由几何知识得 dr rcos ，又因 r mv0BedBe，联立解得 v0.m 1 cos 【答案】Bedm 1 cos 能力提升练 (25 分钟50 分 )一、选择题 (本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分 )1粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的 4 倍与 2 倍，两粒子均带正电荷让它们在匀强磁场中同一点以大

6、小相等、 方向相反的速度开始运动 已知磁场方向垂直于纸面向里则下列四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是()m甲vm乙vr甲2，且A 由洛伦兹力和牛顿第二定律可得 r 甲，r 乙，故q甲Bq乙Br乙由左手定则对其运动的方向判断可知 A 正确 2如图 5-5-17 所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从a 孔射入容器，其中一部分从 c 孔射出，一部分从 d 孔射出，不计重力，则 ()【导学号： 69682280】图 5-5-17A从两孔射出的电子在容器中运动时的半径之比为RcRd 12第 3页B从两孔射出的电子在容器中运动时间之比为tctd 1 2C从两孔射出的电子速率之比为vcvd21D从

7、两孔射出的电子在容器中运动时的加速度之比为ac ad 21mveBLB 电子从 c 点射出，d 为圆心，r cL，圆心角 c 2，由 r Bq，得 vc m，cTmd1d运动时间 t42Be，电子从 d 点射出， ad 中点为圆心， r2L，圆心角 ，所以vd eBLdT mcr d ，错误；cvd ， 2m ，t 2 Be，故半径之比为 r21 Av2 1tctd ， 正确， 错误；电子做匀速圆周运动f F， f洛Bev，1 2BC洛向maammacvc2 ，D 错误 3.如图 5-5-18 所示，ABC 为与匀强磁场垂直的边长为a 的等边三角形， 磁场垂直纸面向外，比荷为 e 的电子以速度

8、 v0 从 A 点沿 AB 方向射入，欲使电子能经m过 BC 边，则磁感应强度 B 的取值应为 ()图 5-5-18AB3mv0BB2mv0aeae3mv02mv0CB aeC a由题意，如图所示，电子正好经过C 点，此时圆周运动的半径r2cos 30aa，要想电子从 BC 边经过，圆周运动的半径要大于，由带电粒子在磁场中33运动的公式 r mvmv03mv0qB有 a eB，即 Bae， C 选项正确 34(多选 )如图 5-5-19 所示，平面直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为 B.一质量为 m、电荷量为 q 的粒子以速度 v 从 O 点沿着与 y 轴夹角为 30

9、的方向进入磁场，运动到 A 点时速度方向与 x 轴的正方第 4页向相同，不计粒子的重力，则()【导学号： 69682281】图 5-5-19A该粒子带正电mvBA 点与 x 轴的距离为 2qBmC粒子由 O 到 A 经历时间 t 3qBD运动过程中粒子的速度不变BC 根椐粒子的运动方向，由左手定则判断可知粒子带负电，A 项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，D 项错；粒子做圆周mv2m运动的半径 r qB ，周期 T qB ，从 O 点到 A 点速度的偏向角为60，即运动1mv了 6T，所以由几何知识求得点A 与 x 轴的距离为 2qB，粒子由 O 到 A 经历时间 tm

10、 3qB，B、C 两项正确 二、非选择题 (本题共 2 小题，共 26 分)5. (13 分)如图 5-5-20 所示，宽度为d 的有界匀强磁场，磁感应强度为B，MM 和 NN是它的两条边界现有质量为 m，电荷量为 q 的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入要使粒子不能从边界 NN射出，则粒子入射速率 v 的最大值可能是多少图 5-5-20【解析】题目中只给出粒子 “电荷量为 q”，未说明是带哪种电荷若q1mv为正电荷，轨迹是如图所示的上方与NN相切的 4圆弧，轨道半径： R BqR又 d R2Bqd解得 v(22) m .第 5页3mv若 q 为负电荷，轨迹如图所示的下方与NN相切的4圆弧，则有：

11、 R BqdRR2，Bqd解得 v(22) m .BqdBqd【答案】(22) m (q 为正电荷 )或(22) m (q 为负电荷 )6(13 分)如图 5-5-21 所示，在半径为r 的圆形区域内，有一个匀强磁场，一带电粒子以速度 v0 从 M 点沿半径方向射入磁场区，并由 N 点射出， O 点为圆心 MON120，求带电粒子在磁场区的偏转半径 R 及在磁场区中的运动时间图 5-5-21【解析】首先应确定带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的圆心具体方法是：过 M 和 N 点作圆形磁场区半径OM 和 ON 的垂线，两垂线的交点O即为带电粒子做圆周运动时圆弧轨道的圆心，如图所示由图中几何关系可知，圆弧M