2019-2020学年高中物理课时分层作业17洛伦兹力的应用含解析教科版选修3-1.pdf
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1、第 - 1 - 页 共 8 页 课时分层作业(十七) 洛伦兹力的应用课时分层作业(十七) 洛伦兹力的应用 基础达标练 (时间:15 分钟 分值:50 分) 一、选择题(本题共 6 小题,每小题 6 分,共 36 分) 1两个质量和电荷量均相同的带电粒子a、b分别以速度v和 2v垂直射入一匀强磁场, 其轨道半径分别为ra和rb,运动的周期分别为Ta和Tb,不计粒子重力,则( ) Ararb Brarb CTaTbDTaTb B 由qvBm得r,mamb,qaqb, 两粒子进入同一磁场, 但速度不同, 故rarb, A v2 r mv qB 项错,B 项正确;由T得T,故TaTb,C、D 均错 2
2、r v 2m qB 2.如图所示,ab是一弯管,其中心线是半径为R的一段圆弧,将它置于一给定的匀强磁 场中,磁场方向垂直于圆弧所在平面,并且指向纸外有一束粒子对准a端射入弯管,粒子 有不同的质量、不同的速度,但都是一价正离子,则( ) A只有速度v大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 B只有质量m大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C只有质量m与速度v的乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 D只有动能Ek大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C 若让粒子沿中心线通过弯管,需满足qvBm,即mvqRB.故 C 项正确 v2 R 3.薄铝板将同一匀强磁场分成、两个区域,高速带电粒子可穿过铝板一次,在
3、两个 区域内运动的轨迹如图所示,半径R1R2.假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变,则该粒子 ( ) A带正电 B在、区域的运动速度大小相同 C在、区域的运动时间相同 D从区域穿过铝板运动到区域 C 粒子穿过铝板受到铝板的阻力,速度将减小. 由r可得粒子在磁场中做匀速圆 mv Bq 第 - 2 - 页 共 8 页 周运动的轨道半径将减小, 故可得粒子由区域运动到区域, 结合左手定则可知粒子带负电, 选项 A、B、D 错误;由T可知粒子运动的周期不变,粒子在区域和区域中运动的时 2m Bq 间均为tT,选项 C 正确 1 2 m Bq 4.截面为矩形的载流金属导线置于磁场中,如图所示,将出现下列哪
4、种情况( ) A在b表面聚集正电荷,而a表面聚集负电荷 B在a表面聚集正电荷,而b表面聚集负电荷 C在a、b表面都聚集正电荷 D无法判断a、b表面聚集何种电荷 A 金属导体靠自由电子导电,金属中正离子并没有移动,而电流由金属导体中的自由 电子的定向移动(向左移动)形成根据左手定则,四指应指向电流的方向,让磁感线垂直穿 过手心,拇指的指向即为自由电子的受力方向也就是说,自由电子受洛伦兹力方向指向a 表面一侧,实际上自由电子在向左移动的同时,受到指向a表面的作用力,并在a表面进行 聚集,由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等),所以在b的表面“裸露”出正电 荷层,并使b表面电势高于a表面电势
5、,A 正确 5(多选)如图所示是磁流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对平行放置,且板面 垂直于纸面,在两极板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场当等离子束 (分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是(不计粒子所 受重力) ( ) AN板的电势高于M板的电势 BM板的电势高于N板的电势 CR中有由b向a方向的电流 DR中有由a向b方向的电流 BD 根据左手定则可知带正电荷的离子向上极板偏转,带负电荷的离子向下极板偏转, 则M板的电势高于N板的电势M板相当于电源的正极,那么R中有由a向b方向的电流故 选 BD. 6.如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂
6、直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一 第 - 3 - 页 共 8 页 点大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场若粒子射 入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2, 相应的出射点分布在三分之一圆周上不计重力及带电粒子之间的相互作用则v2v1为 ( ) A2B132 C1D332 C 相同的带电粒子垂直匀强磁场入射均做匀速圆周运动粒子以v1入射,一端为入射 点P,对应圆心角为 60(对应六分之一圆周)的弦PP必为垂直该弦入射粒子运动轨迹的直 径 2r1,如图甲所示,设圆形区域的半径为R,由几何关系知r1R.其他不同方向以v1入
7、射 1 2 的粒子的出射点在PP对应的圆弧内 同理可知,粒子以v2入射及出射情况,如图乙所示由几何关系知r2R,R2(R 2) 2 3 2 可得r2r11.3 因为m、q、B均相同,由公式r可得vr, mv qB 所以v2v11.故选 C.3 二、非选择题(14 分) 7回旋加速器的工作原理如甲所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的 间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为q, 加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U0.周期T.一束该种粒子在 0 2m qB T 2 时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零现考虑粒子在狭缝中的运动时间
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