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(dá)標(biāo)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(fù)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(fù)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(dá)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(fù)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(fù)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(fù)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(jìn)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(fù)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(fù)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(jìn)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(fù)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(fù)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(fù)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(dá)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(fù)為()圖3316A1.3 m/s，a正、b負(fù)B2.7 m/s，a正、b負(fù)C1.3 m/s，a負(fù)、b正D2.7 m/s，a負(fù)、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(fù)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(fù)為a正、b負(fù)；當(dāng)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(jìn)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(jìn)入磁場做勻速圓周運動時有R，可見當(dāng)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(fù)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(jìn)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(jìn)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(jìn)入D形盒時的動能EkqU1.610192104J3.21015J，當(dāng)半徑達(dá)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