高中物理第章打开电磁学大门学业分层测评洛伦兹力应用鲁科选修2

版高中物理第章打开电磁学的大门学业分层测评洛伦兹力的应用鲁科版选修版高中物理第章打开电磁学的大门学业分层测评洛伦兹力的应用鲁科版选修PAGE版高中物理第章打开电磁学的大门学业分层测评洛伦兹力的应用鲁科版选修学业分层测评(十)洛伦兹力的应用(建议用时：45分钟)[学业达标]1.如图3­3­10所示是阴极射线管的表示图，接通电源后，会有电子从阴极K射旭日极A，并在荧光屏上形成一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下偏转，以下举措中可行的是()图3­3­10A．加一方向平行纸面向上的磁场B．加一方向平行纸面向下的磁场C．加一方向垂直纸面向里的磁场D．加一方向垂直纸面向外的磁场【分析】要使荧光屏上的亮线向下偏转，就是使电子向下偏转，由左手定章因为电子带负电，所以四指应指向左，拇指指向下，可到手心朝外，即应加一方向垂直纸面向里的磁场．【答案】C2．(多项选择)带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各样科学实验和电器中，下边利用了此物理原理的装置有()A．磁流体发电机B．电子显像管C．盘旋加快器D．洗衣机【分析】磁流体发电机是利用带电粒子在磁场中受洛伦兹力向A、B两极偏转，进而保证A、B两极间有足够的正负电荷形成电源两极；电子显像管是利用磁场中电子受洛伦兹力偏转打到荧光屏上显像；盘旋加快器是利用带电粒子在磁场中偏转半周达到盘旋再加快的目的；洗衣机是磁场对电流产生安培力，进而使洗衣机转动，应选A、B、C.【答案】ABC3．如图3­3­11所示，平行金属板上板带负电，下板带等量正电，两板间还有垂直纸面向外的匀强磁场．一带电粒子(不计重力)以速度v0垂直于电场线和磁感线射入，恰能沿直线穿过此地区．若使磁场加强，其余条件不变，粒子仍以v0垂直射入，则粒子落到极板上．设落到极板上时速度为v，则()图3­3­11A．v＝v0B．v>v0C．v<v0D．因为粒子电性未知，所以不可以确立【分析】磁场加强、洛伦兹力大于电场力，电场力做负功，动能减小，速度减小，应选C.【答案】C4.显像管的构造如图3­3­12所示，电子枪是由安装在真空玻璃管内的一个阴极、一个阳极而构成的，阴极接高压电源的负极，阳极接正极．从阴极产生的电子，在两极之间的电场力的作用下从阴极加快飞旭日极，并从阳极射进由偏转线圈产生的磁场内，电子束在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应当沿什么方向()图3­3­12A．垂直纸面向外B．竖直向上C．垂直纸面向内D．竖直向下【分析】由图知，电子束遇到的洛伦兹力方向向上，电子带负电，应用左手定章时注意四指的指向应当是电子运动的反方向，所以由左手定章可判断，磁场方向垂直纸面向外．【答案】A5.如图3­3­13所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电子流方向向上，因为磁场作用，则()图3­3­13A．板左边齐集好多电子，使b点电势高于a点电势B．板左边齐集好多电子，使a点电势高于b点电势C．板右边齐集好多电子，使b点电势高于a点电势D．板右边齐集好多电子，使a点电势高于b点电势【分析】由左手定章判断，电子向右边偏转．【答案】D6．(多项选择)在盘旋加快器中，以下说法正确的选项是()A．电场用来加快带电粒子，磁场使带电粒子偏转B．电场和磁场同时用来加快带电粒子C．在确立的沟通电压下，盘旋加快器D形金属盒的半径越大，同一带电粒子获取的动能就越大D．同一带电粒子获取的最大动能只与沟通电源的电压相关，而与沟通电的频次没关【分析】盘旋加快器中，电场使带电粒子加快，磁场只使带电粒子偏转，故A对，B错；同一粒子获取的最大动能Ekm＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(q2B2R2,2m)知取决于盘旋半径，与沟通电压、频次均没关，故C对，D错．【答案】AC7.(多项选择)当前生界上正在研究一种新式发电机叫磁流体发电机，如图3­3­14表示它的原理：将一束等离子体(包括正、负离子)发射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，于是金属板上就汇齐集电荷，产生电压．以下说法正确的选项是()【导学号：18152073】图3­3­14A．B板带正电B．A板带正电C．其余条件不变，只增大射入速度，UAB增大D．其余条件不变，只增大磁感觉强度，UAB增大【分析】依据左手定章，正离子进入磁场遇到的洛伦兹力向下，A正确，B错误．最后，离子受力均衡有qBv＝qeq\f(UAB,d)，可得UAB＝Bvd，C、D正确．【答案】ACD8．如图3­3­15所示，一带负电的粒子从上向下射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场并存的地区，磁感觉强度为B，若使该粒子做匀速运动，电场强度方向应(不计重力)()图3­3­15A．与磁场方向平行且向里B．与磁场方向平行且向外C．与磁场方向垂直且向左D．与磁场方向垂直且向右【分析】由左手定章可知，此粒子所受洛伦兹力方向水平向左，要使粒子做匀速运动，粒子所受电场力应向右，因为粒子带负电，故电场强度方向与磁场方向垂直且向左．【答案】C[能力提高]9.医生做某些特别手术时，利用电磁血流计来监测经过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是平均的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图3­3­16所示．因为血液中的正、负离子随血液一同在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到均衡时，血管内部的电场可看做匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的协力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽视，两触点间的电势差为160μV，磁感觉强度的大小为0.040T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()图3­3­16A．1.3m/s，a正、b负B．2.7m/s，a正、b负C．1.3m/s，a负、b正D．2.7m/s，a负、b正【分析】依据左手定章，正离子在磁场中遇到洛伦兹力作用向上偏，负离子在磁场中遇到洛伦兹力作用向下偏，所以电极a、b的正负为a正、b负；当稳准时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的协力为零，则qE＝qvB，可得v＝eq\f(E,B)＝eq\f(U,Bd)＝1.3m/s，A对．【答案】A10．(多项选择)如图3­3­17所示是质谱仪的工作原理表示图．带电粒子被加快电场加快后，进入速度选择器，速度选择器内互相正交的匀强磁场和匀强电场的强度为B和E.平板S上有可让粒子经过的狭缝P和记录粒子地点的胶片A1A2.平板S下方有磁感觉强度为B0的匀强磁场．则以下表述正确的选项是()图3­3­17A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能经过狭缝P的带电粒子的速率等于eq\f(B,E)D．粒子打在胶片上的地点越凑近狭缝P，粒子的比荷越小【分析】由加快电场可知粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场水平向右，洛伦兹力水平向左，所以速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，B正确；粒子经过速度选择器时知足qE＝qvB，可知能经过狭缝P的带电粒子的速率等于eq\f(E,B)，C错误．带电粒子进入磁场做匀速圆周运动时有R＝eq\f(mv,qB)，可见当v同样时，R∝eq\f(m,q)，所以可以用来划分同位素，且R越大，比荷就越小，A正确，D错误．【答案】AB11．如图3­3­18所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直于纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，此中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，则三个油滴中________最重，________最轻．图3­3­18【分析】由a静止知，三个球带的是负电，再由左手定章和物体的均衡条件对a球有Ga＝qE，对b球有Gb＋qvbB＝qE，对c球有Gc＝qE＋qvcB，比较以上三式知最重的是c球，最轻的是b球．【答案】cb12．盘旋加快器D形盒中央为质子流，D形盒间的加快电压为U＝2×104V.静止质子经电场加快后，进入D形盒，其最大轨道半径R＝1m．若磁场的磁感觉强度B＝1.5T，问：质子最先进入D形盒的动能多大？质子经盘旋加快器获取的最大动能多大？(已知质子的质量m＝1.67×10－27kg，电荷量q＝1.6×10－19C)【导学号：18152074】【分析】质子从静止加快进入D形盒时的动能Ek＝qU＝1.6×10－19×2×104J＝3.2×10－15J，当半径达