高中物理第5章磁場與回旋加速器探究洛倫茲力學案滬科版選修3-1-文庫吧資料
2024-11-27 23:11本頁面
【正文】 倫茲力向 M 表面偏轉(zhuǎn)，則在 N 表面積累正電荷，故 φMφN，故 C 正確． 題組二 對洛倫茲力特點及公式的應(yīng)用 4．一個運動電荷在某個空間里沒有受到洛倫茲力的作用，那么 ( ) A．這個空間一定沒有磁場 B．這個空間不一定沒有磁場 C．這個空間可能有方向與電荷運動方向平行的磁場 D．這個空間可能有方向與電荷運動方向垂直的磁場 答案 BC 解析 由題意，運動電荷在某個空間里沒 有受到洛倫茲力，可能空間沒有磁場，也可能存在磁場，磁場方向與電荷運動方向平行．故 A錯誤， B、 C 正確．若磁場方向與電荷運動方向垂直，電荷一定受到洛倫茲力，不符合題意，故 D 錯誤．故選 B、 C. 5．關(guān)于帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的運動，下列說法中正確的是 ( ) A．帶電粒子沿電場線方向射入，則電場力對帶電粒子做正功，粒子動能一定增加 B．帶電粒子垂直于電場線方向射入，則電場力對帶電粒子不做功，粒子動能不變 C．帶電粒子沿磁感線方向射入，洛倫茲力對帶電粒子做正功，粒子動能一定增加 D．不管帶電粒子怎樣射入磁場 ，洛倫茲力對帶電粒子都不做功，粒子動能不變 答案 D 解析 帶電粒子在電場中受到的電場力 F＝ qE，只與電場有關(guān)，與粒子的運動狀態(tài)無關(guān)，做功的正負由 θ角 (力與位移方向的夾角 )決定．對選項 A，只有粒子帶正電時才成立；垂直射入勻強電場的帶電粒子，不管帶電性質(zhì)如何，電場力都會做正功，動能增加．帶電粒子在磁場中的受力 ——洛倫茲力 F′＝ qvBsin θ，其大小除與運動狀態(tài)有關(guān)，還與 θ角 (磁場方向與速度方向之間的夾角 )有關(guān)，帶電粒子沿平行磁感線方向射入，不受洛倫茲力作用，粒子做勻速直線運動．在其他方向上由于洛倫茲力方向始 終與速度方向垂直，故洛倫茲力對帶電粒子 始終不做功．綜上所述，正確選項為 D. ，沿垂直于電場的方向射入帶電平行板的勻強電場，離子飛出電場后的動能為 3所示的勻強磁場后，離子飛出電場后的動能為 Ek′，磁場力做功為 W，則下列判斷正確的是 ( ) 圖 3 A． EkEk′， W＝ 0 B． EkEk′， W＝ 0 C． Ek＝ Ek′， W＝ 0 D． EkEk′， W0 答案 B 解析 磁場力即洛倫茲 力，不做功，故 W＝ 0， D錯誤；有磁場時，帶正電的粒子受到洛倫茲力的作用使其所受的電場力做功減少，故 B 選項正確． 題組三 帶電粒子在磁場中的圓周運動 7．質(zhì)子 (p)和 α 粒子以相同的速率在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，軌道半徑分別為 Rp和 Rα，周期分別為 Tp 和 ( ) A． Rp∶ Rα＝ 1∶ 2， Tp∶ Tα＝ 1∶ 2 B． Rp∶ Rα＝ 1∶ 1， Tp∶ Tα＝ 1∶ 1 C． Rp∶ Rα＝ 1∶ 1， Tp∶ Tα＝ 1∶ 2 D． Rp∶ Rα＝ 1∶ 2， Tp∶ Tα＝ 1∶ 1 答案 A 解析 由 qvB＝ mv2R ，有 R＝ mvqB，而 mα＝ 4mp， qα＝ 2qp，故 Rp∶ Rα＝ 1∶ 2，又 T＝ 2πmqB ，故 Tp∶ Tα＝ 1∶ A正確． 8．處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動．將該粒子的運動等效為環(huán)形電流，那么此電流值 ( ) A．與粒子電荷量成正比 B．與粒子速率成正比 C．與粒子質(zhì)量成正比 D．與磁感應(yīng)強度成正比 答案 D 解析 帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期 T＝ 2πmqB ，與該粒子運動等效的環(huán)形電流 I＝ qT＝ q2B2πm，由此可知， I∝ q2，故選項 A錯誤； I 與粒子速率無關(guān)，選項 B錯誤； I∝ 1m，即 I 與 m 成反比，故選項 C 錯誤； I∝ B，選項 D 正確． 9．如圖 4 所示是在勻強磁場中觀察到的粒子的軌跡， a 和 b 是軌跡上的兩點，勻強磁場 B垂直于紙面向里．該粒子在運動時，其質(zhì)量和電荷量不變，而動能逐漸減少，下列說法正確的是 ( ) 圖 4 A．粒子先經(jīng)過 a 點，再經(jīng)過 b 點 B．粒子先經(jīng)過 b 點，再經(jīng)過 a
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