沪科选修31 探究洛伦兹力 作业

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() 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vB，f0，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()D由q

2、vBm得r，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，由牛顿第二定律得qvBm，可知轨道半径增大，再根据vr知角速度减小，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5­5­14所示，则() 【导学号：69682

3、278】图5­5­14A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AOB120°，如图5­5­15所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()图5­5­15A. B.C. D.D如图所示由AOB120&#

4、176;可知，弧AB所对圆心角60°，设带电粒子做匀速圆周运动的半径为R.由几何知识知Rr，t，故D正确二、非选择题(14分)7.如图5­5­16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5­5­16【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

5、子的轨道半径为r，对应最小速度v0.由几何知识得drrcos ，又因r，联立解得v0.【答案】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()A由洛伦兹力和牛顿第二定律可得r甲，r乙，故2，且由左手定则对其运动的方向判断可知A正确2如图5­5­17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

6、() 【导学号：69682280】图5­5­17A从两孔射出的电子在容器中运动时的半径之比为RcRd12B从两孔射出的电子在容器中运动时间之比为tctd12C从两孔射出的电子速率之比为vcvd1D从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度之比为acad1B电子从c点射出，d为圆心，rcL，圆心角c，由r，得vc，运动时间tc，电子从d点射出，ad中点为圆心，rdL，圆心角d，所以vd，td，故半径之比为rcrd21，A错误；vcvd21，tctd12，B正确，C错误；电子做匀速圆周运动f洛F向ma，a，D错误3.如图5­5­18所示，ABC为与匀强磁场垂直的

7、边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为()图5­5­18AB>BB<CB<DB>C由题意，如图所示，电子正好经过C点，此时圆周运动的半径r，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运动的公式r有<，即B<，C选项正确4(多选)如图5­5­19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°的方向进入磁场，运动

8、到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则()【导学号：69682281】图5­5­19A该粒子带正电BA点与x轴的距离为C粒子由O到A经历时间tD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；粒子做圆周运动的半径r，周期T，从O点到A点速度的偏向角为60°，即运动了T，所以由几何知识求得点A与x轴的距离为，粒子由O到A经历时间t，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5­5­20所示，宽度为d的有

9、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5­5­20【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q为正电荷，轨迹是如图所示的上方与NN相切的圆弧，轨道半径：R又dR解得v(2).若q为负电荷，轨迹如图所示的下方与NN相切的圆弧，则有：RdR，解得v(2).【答案】(2)(q为正电荷)或(2)(q为负电荷)6(13分)如图5­5­21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5­5­21【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