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1、2014高考人教四川專(zhuān)版物理選修3-1隨堂基礎(chǔ)鞏固 第1部分 第三章 第5節(jié) 洛倫茲力的應(yīng)用 Word版含解析
[隨堂基礎(chǔ)鞏固]
1.如圖3-5-13所示,有a、b、c、d四個(gè)離子,它們帶同種電荷
且電荷量相等,它們的速率關(guān)系為va
2、電,va最小,在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中向右的洛倫茲力最小,因此射向P1的是a粒子,從圓周運(yùn)動(dòng)的半徑看,因mc>mb,所以應(yīng)是c的半徑大,射向A2的是c粒子,射向A1的是b粒子。
答案:AD
2.如圖3-5-14是回旋加速器示意圖,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并分別與高頻電源相連。現(xiàn)分別加速氘核(q1、m1)和氦核(q2、m2)。已知q2=2q1,m2=2m1,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.它們的最大速度相同 圖3-5-14
B.它們的最大動(dòng)能相同
C.僅增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動(dòng)能
D.僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能
解析
3、:設(shè)D形盒的最大半徑為R,則R=,可見(jiàn)它們的最大速度vm=,因=,vm1=vm2,A正確;但氘核和氦核的質(zhì)量不同,故最大動(dòng)能不相同,B錯(cuò)誤;最大動(dòng)能與高頻電源的電壓大小無(wú)關(guān),當(dāng)改變高頻電源的頻率時(shí),則不能實(shí)現(xiàn)對(duì)氘核和氦核的連續(xù)加速,故C、D均錯(cuò)誤。
答案:A
3.如圖3-5-15所示是測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意
圖。設(shè)法將某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中,
使它受到電子束轟擊,失去一個(gè)電子變成正一價(jià)的分子離子。分子圖3-5-15
離子從狹縫S1以很小的速度進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng)區(qū)(初速度不計(jì)),加速后,再通過(guò)狹縫S2、S3射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于
4、磁場(chǎng)區(qū)的界面PQ。最后,分子離子打到感光片上,形成垂 直于紙面而且平行于狹縫S3的細(xì)線。若測(cè)得細(xì)線到狹縫S3的距離為d,試推導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量m的表達(dá)式。
解析:對(duì)帶電荷量為e的分子離子在加速電場(chǎng)中的加速過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理mv2=eU。
分子離子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,即evB=m,
又由幾何關(guān)系d=2R,解得m=。
答案:m=
4.如圖3-5-16所示是等離子體發(fā)電機(jī)示意圖,平行板間勻強(qiáng)
磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,兩板相距20 cm,R=50 Ω,當(dāng)?shù)?
離子體以v=1 200 m/s的速度垂直射入磁場(chǎng)中時(shí),求:
(1)電源的輸出電壓。 圖3-5-16
(2)S閉合后,R中電流的大小。
解析:(1)電路中電源電壓穩(wěn)定后,應(yīng)滿(mǎn)足q=qvB
∴U=vBd=1 200×0.5×0.20 V=120 V
(2)由左手定則知,正離子受向上的洛倫茲力將積聚到上極板上,故a為電源的正極。
I== A=2.4 A
答案:(1)120 V (2)2.4 A