1.2洛伦兹力 随堂练习（Word版含解析）.docxVIP

L2洛伦兹力随堂练习一202L2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修 第二册 一、选择题（共16题） 1 .如图所示，仅在xOy坐标系第一象限内有方向垂直纸面向里的匀强磁场。某离子从y轴上A点沿与y 轴正方向成6 = 30。射入磁场，经过时间t后垂直x轴射出磁场。若该离子从A点沿%轴正方向以 同样的速度射入磁场，则该离子在磁场中运动的时间为 XXX 2S K A.2t5c.2tD. A. 2t 5 c. 2t D. 4t 5 2?如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中 电场强度大小为邑，磁感应强度大小为名、方向垂直纸面向里静电分析器通道中心线为J圆弧，圆弧 的半径（OP）为R,通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器中有范围足 够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度v沿直线经过 速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，不 计粒子重力。下列说法正确的是 谶分析器 B 谶分析器 B A.速度选择器的极板P］的电势比极板P2的低 电荷(物块的质量和速度不受影响)，单位时间吸附的电荷量为k；足够长的ef区间存在方向水平向右、 场强为E的匀强电场。整条轨道中，cd区间粗糙，其余光滑。质量为m的小物块(视为质点)从斜轨 道上高为”的a处由静止释放，第一次恰能返回到斜面上高为0.7H的b点、。已知k=翳(g为重 2B L 力加速度)，物块上的电荷在斜轨道上运动时会被完全导走，忽略空气阻力。求小物块 (1)第一次往返过程中克服摩擦力所做的功； (2)第一次返回刚进入cd区间时，所受洛伦兹力的大小和方向; (3)第一次与最后一次在ef区间运动的时间差。 .如图所示，空间中存在一范围足够大的匀强磁场，磁场方向沿正交坐标系Oxyz的%轴正向，坐标系轴 z轴正方向竖直向上，磁感应强度大小为B。让质量为m,电量为q (q〉0)的粒子从坐标原点。沿 xoz平面以一初速度射到该磁场中，入射角为e (粒子初速度与%轴正向的夹角)。不计重力和粒子间 的相互作用。 (1)判断粒子所受洛伦兹力的方向； (2)若粒子第一次回到%轴上并经过4(见0)点，求速度的大小； (3)若在此空间再加一个沿%轴负向的匀强电场，粒子第一次回到%轴上并经过。4的中点时速度方 向恰好竖直向上，求匀强电场场强的大小。 .如图所示，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的 匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。 (1)求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T。 (2)为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大 小。 答案 一、选择题（共16题） .【答案】A 【解析】设04 = 3离子运动轨迹如图所示： 由几何知识得：r = —^- = 2L,转过的圆心角：0 = 150°, sin300 厂 离子从A点沿%轴正方向以同样的速度射入磁场时运动轨迹如图所示: 由儿何知识得：rcosa = r - L9解得：a = 60°, 离子在磁场中的运动时间：t=与「『=急「 360 360 解得：r=|如故A正确，BCD错误。 .【答案】C 【解析】由图可知，粒子在磁分析器内向左偏移，受到的洛伦兹力的方向向左，由左手定则可知，该粒子 带正电；粒子在速度选择器内向右运动，根据左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力的方向向上；由于粒子 匀速穿过速度选择器，所以粒子受到的电场力得方向向下，则电场的方向向下，Pi的电势板比极板P2 的高，故A错误；粒子在速度选择器内受力平衡，则qEr = qvBr可得u =答，故B错误；粒子在静电 % 分析器内受到的电场力提供向心力，则qE=华，联立可得粒子的比荷色=《=品，故C正确；粒子 1 R m ER ERB； 在磁分析器内做匀速圆周运动，受到的洛伦兹力提供向心力，则qvB =—,联立可得，.普，P、 1 r E±B Q之间的距离为2r 二 警,故D错误，故选C。 .【答案】C 【解析】根据左手定则可以判断出C对。 .【答案】A 2 【解析】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，则有qvB = m-,解得/?=吧，故 R Bq 增大粒子的入射速度时，半径R增大，选项A正确，B错误；根据丁=陋可得丁 =陋，知周期和速 v Bq 度无关，增大入射速度时，周期不变，选项C、D错误。 .【答案】A .【答案】B .【答案】C .【答案】C .【答案】D 【解析】方法一： 只将电流/减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为（ 故选D。 方法二： A.由左手定则可得，电子受到的洛伦兹力方向向上，故A错