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2019-2020年高中物理 第三章 磁場 第六節(jié) 洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù)自我小測 粵教版選修3-1 1如圖所示，x軸上方有垂直紙面向里的勻強磁場．有兩個質(zhì)量相同，電荷量也相同的帶正、負(fù)電的離子(不計重力)，以相同速度從O點射入磁場中，射入方向與x軸均夾θ角．則正、負(fù)離子在磁場中(　　) A．運動時間相同 B．運動軌道半徑相同 C．重新回到x軸時速度大小和方向均相同 D．重新回到x軸時距O點的距離相同 2電子以初速v0垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，則(　　) A．磁場對電子的作用力始終不變 B．磁場對電子的作用力始終不做功 C．電子的動量始終不變 D．電子的動能始終不變 3三個相同的帶電小球1、2、3，在重力場中從同一高度由靜止開始落下，其中小球1通過一附加的水平方向勻強電場，小球2通過一附加的水平方向勻強磁場．設(shè)三個小球落到同一高度時的動能分別為E1、E2和E3，忽略空氣阻力，則(　　) A．E1＝E2＝E3　　　 　B．E1＞E2＝E3 C．E1＜E2＝E3 D．E1＞E2＞E3 4如圖有一混合正離子束先后通過正交電場磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑又相同，則說明這些正離子具有相同的(　　) A．速度 B．質(zhì)量 C．電荷 D．比荷 5如圖，在勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)，電場的場強為E，方向豎直向下，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點，沿場區(qū)內(nèi)的一豎直圓周勻速運動，則可判知該帶電質(zhì)點(　　) A．帶有電荷量為的負(fù)電荷 B．沿圓周順時針運動 C．運動的角速度為 D．運動的速率為 6質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看做為零)，經(jīng)加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x，可以判斷(　　) A.若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大 B．若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越小 C．只要x相同，則離子質(zhì)量一定相同 D．只要x相同，則離子質(zhì)量的荷質(zhì)比一定相同 7一帶電粒子(不計重力)在勻強磁場中的運動軌跡如圖所示，中央MN是一塊薄金屬板，粒子在穿過金屬板時損失了一些動能．該粒子所帶的電荷量不變，由圖可知，該粒子應(yīng)是帶______電，粒子運動的方向應(yīng)是沿______方向． 8如圖所示，MN表示真空室中垂直于紙面放置的感光板，它的一側(cè)有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B.一個電荷量為q的帶電粒子從感光板上的狹縫O處以垂直于感光板的初速度v射入磁場區(qū)域，最后到達感光板上的P點．經(jīng)測量P、O間的距離為l，不計帶電粒子受到的重力．求： (1)帶電粒子所受洛倫茲力的大小 (2)帶電粒子的質(zhì)量大小． 9如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B＝2 T．一對電子和正電子從O點沿紙面以相同的速度v射入磁場中，速度方向與磁場邊界Ox成30角，求：電子和正電子在磁場中運動的時間為多少？ 10電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的．電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后，進入一圓形勻強磁場區(qū)，如圖所示．磁場方向垂直于圓面．磁場區(qū)的中心為O，半徑為r.當(dāng)不加磁場時，電子束將通過O點而打到屏幕的中心M點．為了讓電子束射到屏幕邊緣P，需要加磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度θ，此時磁場的磁感應(yīng)強度B應(yīng)為多少？ 答案 1答案：BCD 2解析：磁場對電子的作用力就是洛倫茲力，方向始終與速度方向垂直，時刻改變，但對電子不做功，所以A錯、B對．動量是矢量，只要速度方向改變動量就會改變，電子做勻速圓周運動，速度大小不變，方向改變，所以動量不斷改變，而動能不變，C錯、D對． 答案：BD 3解析：小球1在電場中受到水平方向的電場力作用，電場力對小球做正功，小球的動能增加；小球2在磁場中運動時受到洛倫茲力作用，但洛倫茲力對小球2不做功，只改變小球2的速度方向；三個小球落到同一高度時重力勢能改變相同(重力做功相同)，電場力對小球1做正功，而小球2和小球3只有重力做功，根據(jù)動能定理可知小球1的動能最大，小球2和小球3動能相等．正確選項為B. 答案：B 4解析：區(qū)域Ⅰ是速度選擇器，能通過該區(qū)域的粒子必須滿足電場力與洛倫茲力大小相等，即Eq＝Bqv，所以所有沿直線通過該區(qū)域的粒子的速度相等．區(qū)域Ⅱ是一個偏轉(zhuǎn)磁場，粒子進入該區(qū)域后做勻速圓周運動，軌道半徑為R＝，由題干得知所有粒子偏轉(zhuǎn)半徑相同(打在同一點)，所以他們的比荷(＝)相等．故AD正確． 答案：AD 5解析：帶電質(zhì)點能夠在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，說明質(zhì)點所受的重力和電場力的合力等于零．即有mg＝qE，所以q＝mg/E，E向下，電場力向上，質(zhì)點應(yīng)帶負(fù)電，所以A對．由左手定則可以判定，質(zhì)點順時針運動，所以B對．由周期公式可以求出角速度為ω＝2π/T＝qB/m，將q＝mg/E代入，可得ω＝Bg/E，所以C對．再由半徑公式r＝知速度大小與E無關(guān)，所以D錯． 答案：ABC 6解析：帶電粒子通過加速電場加速，由動能定理：qU＝mv2，得加速后粒子的速度v＝.進入質(zhì)譜儀的磁場中，測得圓周半徑R，由R＝＝.x＝2R，若離子束是同位素，則x越大，離子質(zhì)量越大，A正確，B錯誤；要x相同，則離子質(zhì)荷比一定相同，而質(zhì)量不一定相同，選項C錯誤，D正確． 答案：AD 7解析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力：Bqv＝，軌道半徑為：R＝，從圖中不難看出上下兩部分半徑不同，速度大半徑就大，又知道粒子在穿過金屬板時有能量損失，所以粒子是從下部穿過金屬板進入上部的，由此可知道粒子運動方向是e→d→c→b→a，用左手定則判斷粒子帶負(fù)電． 答案：負(fù)　edcba 8解析：(1)帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力f＝qvB. (2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)其半徑為R，由牛頓第二定律 qvB＝m 帶電粒子做勻速圓周運動的半徑R＝ 解得m＝. 答案：qvB　 9答案：　 10解析：如下圖所示，電子在磁場中沿圓弧ab運動，圓心為C，半徑為R.以v表示電子進入磁場時的速度，m、e分別表示電子的質(zhì)量和電荷量，則eU＝mv2① evB＝② 又有tan＝③ 由以上各式解得 B＝tan. 答案：tan