鲁科版高中物理选择性必修第二册课后习题 第1章 安培力与洛伦兹力 第1章测评 (3).docVIP

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第1章测评

(时间:75分钟满分:100分)

一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是(B)

A.安培力的方向可以不垂直于直导线

B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向

C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关

D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半

解析安培力的方向始终与电流方向和磁场方向垂直,选项A错误,B正确;由F=BILsinθ可知,安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角有关,选项C错误;将直导线从中点折成直角时,因磁场与导线的夹角未知,则安培力的大小不能确定,选项D错误。

2.在电视机的显像管中,电子束的扫描是用磁偏转技术实现的,其扫描原理如图所示。圆形区域内的偏转磁场的方向垂直于圆面,而不加磁场时,电子束将通过O点而打在屏幕的中心M点。为了使屏幕上出现一条以M为中心的亮线PQ,偏转磁场的磁感应强度B随时间变化的规律应是下列选项中的 (B)

解析由题意知,要想得到以M为中心的亮线PQ,则电子束既要向上偏转,又要向下偏转,所以磁场的磁感应强度B随时间t变化时,应有方向改变,C、D错误;A项中磁感应强度大小不变,则电子束受到的洛伦兹力大小相同,偏转量也相同,向同一方向偏转的电子都打到同一点,不能得到连续的亮线,A错误,B正确。

3.磁场中某区域的磁感线如图所示,则(A)

A.A、B两处的磁感应强度的大小不等,BABB

B.A、B两处的磁感应强度的大小不等,BABB

C.同一通电导线放在A处受力一定比放在B处受力大

D.同一通电导线放在A处受力一定比放在B处受力小

解析由磁感线的疏密可知BABB,通电导线所受安培力与通电导线的放置有关,通电导线放在A处与放在B处受力大小无法确定。

4.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为(A)

A.ω3B B.ω2B C.ω

解析如图为筒转过90°前后各点位置和粒子运动轨迹示意图。M、N分别为入射点和出射点,分别作入射速度的垂线和MN的中垂线,交点即为轨迹圆的圆心O。

根据题意,∠NMN=45°,OM与NM延长线的夹角为60°,所以∠OMN=75°,∠MON=30°,即轨迹圆的圆心角为30°,转动筒的时间和粒子在磁场中运动的时间相同,T磁12=T筒

二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分,每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

5.已知一质量为m的带电液滴,经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,液滴在此空间的竖直平面内做匀速圆周运动,如图所示,则(BCD)

A.液滴在空间可能受4个力作用

B.液滴一定带负电

C.液滴做圆周运动的半径r=1

D.液滴在叠加场中运动时总能量不变

解析液滴受到重力、电场力和洛伦兹力的作用,所以选项A错误。由于液滴做匀速圆周运动,所以电场力与重力为平衡力,电场力方向向上,可以判定液滴带负电,选项B正确。根据qU=12mv2,r=mvqB,qE=mg,解得r=

6.如图所示,在半径为R的圆形区域内有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出)。一群比荷为qm的负粒子以相同速率v0

A.粒子在飞出磁场时的动能一定相等

B.粒子在磁场中运动半径一定相等

C.由Q点飞出的粒子在磁场中运动的时间最长

D.沿PQ方向射入的粒子飞出时偏转角最大

解析射入磁场的粒子比荷相等,但质量不一定相等,故射入时初动能可能不相等,又因为洛伦兹力不做功,这些粒子从射入到射出动能不变,故不同的粒子的动能可能不相等,A错误;粒子在磁场中偏转的半径为r=mvqB,由于比荷和速率都相等,磁感应强度B为定值,故所有粒子的偏转半径都相等,B正确;同时,各粒子在磁场中做圆周运动的周期T=2πm

7.如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速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(A