2018版高中物理 第3章 打開電磁學(xué)的大門 學(xué)業(yè)分層測評10 洛倫茲力的應(yīng)用 魯科版選修1 -1.doc

學(xué)業(yè)分層測評(十) 洛倫茲力的應(yīng)用 (建議用時：45分鐘) 學(xué)業(yè)達標1.如圖3310所示是陰極射線管的示意圖，接通電源后，會有電子從陰極K射向陽極A，并在熒光屏上形成一條亮線要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，下列措施中可行的是()圖3310A加一方向平行紙面向上的磁場B加一方向平行紙面向下的磁場C加一方向垂直紙面向里的磁場D加一方向垂直紙面向外的磁場【解析】要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，就是使電子向下偏轉(zhuǎn)，由左手定則由于電子帶負電，所以四指應(yīng)指向左，拇指指向下，可得手心朝外，即應(yīng)加一方向垂直紙面向里的磁場【答案】C2(多選)帶電粒子在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的物理原理可運用于各種科學(xué)實驗和電器中，下面利用了此物理原理的裝置有()A磁流體發(fā)電機B電子顯像管C回旋加速器 D洗衣機【解析】磁流體發(fā)電機是利用帶電粒子在磁場中受洛倫茲力向A、B兩極偏轉(zhuǎn)，從而保證A、B兩極間有足夠的正負電荷形成電源兩極；電子顯像管是利用磁場中電子受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)打到熒光屏上顯像；回旋加速器是利用帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)半周達到回旋再加速的目的；洗衣機是磁場對電流產(chǎn)生安培力，從而使洗衣機轉(zhuǎn)動，故選A、B、C.【答案】ABC3如圖3311所示，平行金屬板上板帶負電，下板帶等量正電，兩板間還有垂直紙面向外的勻強磁場一帶電粒子(不計重力)以速度v0垂直于電場線和磁感線射入，恰能沿直線穿過此區(qū)域若使磁場增強，其他條件不變，粒子仍以v0垂直射入，則粒子落到極板上設(shè)落到極板上時速度為v，則()圖3311Avv0Bv>v0Cv<v0D因為粒子電性未知，所以不能確定【解析】磁場增強、洛倫茲力大于電場力，電場力做負功，動能減小，速度減小，故選C.【答案】C4.顯像管的結(jié)構(gòu)如圖3312所示，電子槍是由安裝在真空玻璃管內(nèi)的一個陰極、一個陽極而組成的，陰極接高壓電源的負極，陽極接正極從陰極產(chǎn)生的電子，在兩極之間的電場力的作用下從陰極加速飛向陽極，并從陽極射進由偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場內(nèi)，電子束在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上的A點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向()圖3312A垂直紙面向外B豎直向上C垂直紙面向內(nèi)D豎直向下【解析】由圖知，電子束受到的洛倫茲力方向向上，電子帶負電，應(yīng)用左手定則時注意四指的指向應(yīng)該是電子運動的反方向，所以由左手定則可判定，磁場方向垂直紙面向外【答案】A5.如圖3313所示，銅質(zhì)導(dǎo)電板置于勻強磁場中，通電時銅板中電子流方向向上，由于磁場作用，則()圖3313A板左側(cè)聚集較多電子，使b點電勢高于a點電勢B板左側(cè)聚集較多電子，使a點電勢高于b點電勢C板右側(cè)聚集較多電子，使b點電勢高于a點電勢D板右側(cè)聚集較多電子，使a點電勢高于b點電勢【解析】由左手定則判斷，電子向右側(cè)偏轉(zhuǎn)【答案】D6(多選)在回旋加速器中，下列說法正確的是()A電場用來加速帶電粒子，磁場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)B電場和磁場同時用來加速帶電粒子C在確定的交流電壓下，回旋加速器D形金屬盒的半徑越大，同一帶電粒子獲得的動能就越大D同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電源的電壓有關(guān)，而與交流電的頻率無關(guān)【解析】回旋加速器中，電場使帶電粒子加速，磁場只使帶電粒子偏轉(zhuǎn)，故A對，B錯；同一粒子獲得的最大動能Ekmmv2知取決于回旋半徑，與交流電壓、頻率均無關(guān)，故C對，D錯【答案】AC7. (多選)目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機，如圖3314表示它的原理：將一束等離子體(包含正、負離子)噴射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B，于是金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓以下說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：18152073】圖3314AB板帶正電BA板帶正電C其他條件不變，只增大射入速度，UAB增大D其他條件不變，只增大磁感應(yīng)強度，UAB增大【解析】根據(jù)左手定則，正離子進入磁場受到的洛倫茲力向下，A正確，B錯誤最后，離子受力平衡有qBvq，可得UABBvd，C、D正確【答案】ACD8如圖3315所示，一帶負電的粒子從上向下射入相互垂直的勻強電場和勻強磁場并存的區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，若使該粒子做勻速運動，電場強度方向應(yīng)(不計重力)()圖3315A與磁場方向平行且向里B與磁場方向平行且向外C與磁場方向垂直且向左D與磁場方向垂直且向右【解析】由左手定則可知，此粒子所受洛倫茲力方向水平向左，要使粒子做勻速運動，粒子所受電場力應(yīng)向右，由于粒子帶負電，故電場強度方向與磁場方向垂直且向左【答案】C能力提升9.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度電磁血流計由一對電極a和b以及一對磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖3316所示由于血液中的正、負離子隨血液一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零在某次監(jiān)測中，兩觸點間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160 V，磁感應(yīng)強度的大小為0.040 T則血流速度的近似值和電極a、b的正負為()圖3316A1.3 m/s，a正、b負B2.7 m/s，a正、b負C1.3 m/s，a負、b正D2.7 m/s，a負、b正【解析】依據(jù)左手定則，正離子在磁場中受到洛倫茲力作用向上偏，負離子在磁場中受到洛倫茲力作用向下偏，因此電極a、b的正負為a正、b負；當穩(wěn)定時，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零，則qEqvB，可得v1.3 m/s，A對【答案】A10(多選)如圖3317所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器，速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場則下列表述正確的是()圖3317A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小【解析】由加速電場可知粒子所受電場力向下，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場水平向右，洛倫茲力水平向左，因此速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外，B正確；粒子經(jīng)過速度選擇器時滿足qEqvB，可知能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于，C錯誤帶電粒子進入磁場做勻速圓周運動時有R，可見當v相同時，R，所以可以用來區(qū)分同位素，且R越大，比荷就越小，A正確，D錯誤【答案】AB11如圖3318所示，在真空中勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場方向垂直于紙面向里，三個油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運動，c向左做勻速運動，則三個油滴中_最重，_最輕圖3318【解析】由a靜止知，三個球帶的是負電，再由左手定則和物體的平衡條件對a球有GaqE，對b球有GbqvbBqE，對c球有GcqEqvcB，比較以上三式知最重的是c球，最輕的是b球【答案】cb12回旋加速器D形盒中央為質(zhì)子流，D形盒間的加速電壓為U2104V.靜止質(zhì)子經(jīng)電場加速后，進入D形盒，其最大軌道半徑R1 m若磁場的磁感應(yīng)強度B1.5 T，問：質(zhì)子最初進入D形盒的動能多大？質(zhì)子經(jīng)回旋加速器得到的最大動能多大？(已知質(zhì)子的質(zhì)量m1.671027kg，電荷量q1.61019C) 【導(dǎo)學(xué)號：18152074】【解析】質(zhì)子從靜止加速進入D形盒時的動能EkqU1.610192104J3.21015J，當半徑達最大時，動能最大由qvBm得最大速度vm，最大動能EkmmvJ1.721011J.【答案】3.21015J1.721011J