高中物理 第三章 磁场 第六节 洛伦兹力与现代技术练习 粤教版选修3-1.doc

1、a第三章 磁场第六节 洛伦兹力与现代技术A级抓基础1如图所示，质量为m、电荷量为e的电子的初速为零，经电压为U的加速电场加速后进入磁感应强度为B的偏转磁场(磁场方向垂直纸面)，其运动轨迹如图所示以下说法中正确的是()A加速电场的场强方向向上B偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都是匀变速运动D电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为f解析：电子带负电，向上加速运动，因此加速电场的方向应为竖直向下，选项A错误；电子刚进入时受水平向左的洛伦兹力，根据左手定则知偏转磁场的方向垂直纸面向外，选项B错误；电子在电场中运动时加速度可能变化，在磁场中运动时，加速度

2、变化，选项C错误；根据动能定理可知，电子进入磁场时的速度为v，Uemv2，洛伦兹力的大小为fBev，得f，选项D正确答案：D2如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落，M点距场区边界PQ高为h，边界PQ下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是()A小球带负电荷，匀强磁场方向垂直于纸面向外B小球的电荷量与质量的比值C小球从a运动到b的过程中，小球和地球系统机械能守恒D小球在a、b两点的速度相同aa解析：带电小球在磁场中做匀速

3、圆周运动，则qEmg，选项B正确；电场方向竖直向下，则可知小球带负电，由于小球从b点射出，根据左手定则可知磁场垂直纸面向里，选项A错误；只是a、b两点机械能相等，选项C错误；小球在a、b两点速度方向相反，故选项D错误答案：B3如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，场强E的方向竖直向下，磁感应强度B的方向垂直纸面向里有三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P在该区域中运动，其中M向右做匀速直线运动，N在竖直平面内做匀速圆周运动，P向左做匀速直线运动，不计空气阻力，则三个油滴的质量关系是()AmMmNmPBmPmNmMCmNmPmM DmPmMmN解析：N在竖直平面内做匀速圆周运动，其重力与电场

4、力平衡，因而带负电，且mNgEq；M向右做匀速直线运动，有mMgFnEq；P向左做匀速直线运动，有mPgEqFn，比较上述三式，有mPmNmM成立答案：B4如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场今有一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)，从a板左端贴近a板处以大小为v0的初速度水平射入板间，在匀强电场作用下，刚好从b板的狭缝P处穿出，穿出时的速度方向与b板所成的夹角为30，之后进入匀强磁场做圆周运动，最后粒子碰到b板的Q点(图中未画出)求：(1)a、b板之间匀强电场的电场强度E和狭缝P与b板左端的距离；(

5、2)P、Q两点之间的距离L.解析：(1)粒子从a板左端运动到P处，由动能定理得：qEdmv2mv，又有，cos 求得E.粒子在电场中做类平抛运动，P处到b板左端的距离xv0t，aadat2，a，求得x2d.(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图由几何关系得rsin 30，又qvB.联立求得L.答案：见解析B级提能力5如图所示，光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在B处与圆弧相连，将整个装置置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电小球从A静止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过圆弧最高点，现若撤去磁场，使球仍能恰好通过圆环最高点C，释放高度H与原释放高度H的关系是()AHH BHH D不能确定解析：无磁场时，小

6、球在C点由重力提供向心力，临界速度为v.加磁场后，小球在C点受向上的洛伦兹力，向心力减小，临界速度v减小所以不加磁场时在C点的机械能较大，由于洛伦兹力不做功，有没有磁场机械能都守恒，所以，不加磁场时机械能较大答案：C6(多选)如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子流在区域中不偏转，进入后偏转半径R相同，则它们一定具有相同的()A速度 B质量C电荷量 D比荷aa解析：当混合带电离子在通过正交的电场、磁场区域时没有发生偏转可得：电场力与洛伦兹力平衡，即q1Eq1v1B，q2Eq2v2B，所以v1v2，而进入匀强磁场区域后偏转半径r相同，也就是r，r1r

7、2，即，所以A、D正确，B、C错误答案：AD7如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是()图甲图乙A高频电源的变化周期应该等于tntn1B在Ekt图中应有t4t3t3t2t2t1C粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大D不同粒子获得的最大动能都相同解析：由图可知粒子在单个D形盒内运动的时间为tntn1，由于在磁场中粒子运动的周期与速度无关，B正确；交流电源的周期为2(tntn1)，A错误；由r

8、知当粒子的运动半径等于D形盒半径时加速过程就结束了，粒子的动能Ekm，即粒子的动能与加速次数无关，C错误；粒子的最大动能还与粒子的质量和电荷量有关，D错误答案：B8如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场区域，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：aa(1)电场强度E的大小和方向；(2)

9、小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有：qEmg，E，重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上(2)小球做匀速圆周运动，O为圆心，MN为弦长，MOP，如图所示设半径为r，由几何关系知：sin ，小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v，有：qvB，由速度的合成与分解知：cos ，由式得：v0.(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为vyv0tan ，由匀变速直线运动规律知：v2gh，由式得：h.答案：(1)方向竖直向上(2)(3)9电子(不计重力)自静止开始经M、N板间(两板间电压为v)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为 L的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为aaL，如图所示(已知电子的质量为m，电量为e)，求：(1)电子在加速电场中加速后获得的速度；(2)匀强磁场的磁感应强度；(3)电子在磁场中的运动时间解析：(1)电子在M、N间加速后获得的速度为v，由动能定理得：mv20e