第06节洛伦兹力与现代技术

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1、第三章磁场第六节洛伦兹力与现代技术A级　抓基础1．如图所示，质量为m、电荷量为－e的电子的初速为零，经电压为U的加速电场加速后进入磁感应强度为B的偏转磁场(磁场方向垂直纸面)，其运动轨迹如图所示．以下说法中正确的是(　　)A．加速电场的场强方向向上B．偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C．电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都是匀变速运动D．电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为f＝解析：电子带负电，向上加速运动，因此加速电场的方向应为竖直向下，选项A错误；电子刚进入时受水平向左的洛伦兹力，根据左手定则知偏转磁场的方向垂直纸面向外，选项

2、B错误；电子在电场中运动时加速度可能变化，在磁场中运动时，加速度变化，选项C错误；根据动能定理可知，电子进入磁场时的速度为v，Ue＝mv2，洛伦兹力的大小为f＝Bev，得f＝，选项D正确．答案：D92．质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子的质量．其工作原理如图所示，虚线为某粒子的运动轨迹，由图可知(　　)A．此粒子带负电B．下极板S2比上极板S1电势高C．若只增大加速电压U，则半径r变大[来源:Z&xx&k.Com]D．若只增

3、大入射粒子的质量，则半径r变小[来源:学科网]解析：根据动能定理得，qU＝mv2，由qvB＝得，r＝.由题图结合左手定则可知，该粒子带正电，故A错误；粒子经过电场要加速，因粒子带正电，所以下极板S2比上极板S1电势低，故B错误；若只增大加速电压U，由上式可知，则半径r变大，故C正确；若只增大入射粒子的质量，由上式可知，则半径也变大，故D错误．答案：C3．(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速．两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强

4、磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，重力不计，下列说法中正确的是(　　)[来源:Z.xx.k.Com]9A．增加交流电的电压B．增大磁感应强度C．改变磁场方向D．增大加速器的半径解析：当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由牛顿第二定律qvB＝m，得v＝.若D形盒的半径为R，则带电粒子的最终动能Ekm＝mv2＝.所以要提高带电粒子射出时的动能，应尽可能增大磁感应强度B和加速器的半径R.答案：BD4．(多选)如图所示是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为

5、B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是(　　)A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于9D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小答案：ABC5．如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的粒子，最后粒子恰好从e点射出，则(　　)A．如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出B．如果粒子的速度增大为原来的二倍

6、，将从f点射出C．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d点射出D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短答案：AB级　提能力6．如图所示，光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在B处与圆弧相连，将整个装置置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电小球从A静止释放，且能沿轨道前进，并恰能通过圆弧最高点，现若撤去磁场，使球仍能恰好通过圆环最高点C，释放高度H′与原释放高度H的关系是(　　)[来源:学,科,网]A．H′＝HB．H′HD．不能确定解析：无磁场时，小球在C点由重力提供向心力，临界速度为v′

7、.加磁场后，小球在C点受向上的洛伦兹力，向心力减小，临界速度v减小．所以不加磁场时在C点的机械能较大，由于洛伦兹力不做功，有没有磁场机械能都守恒，所以，不加磁场时机械能较大．答案：C7．(多选)如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入Ⅱ后偏转半径R相同，则它们一定具有相同的(　　)A．速度B．质量C．电荷量D．比荷解析：当混合带电离子在通过正交的电场、磁场区域Ⅰ时没有发生偏转可得：电场力与洛伦兹力平衡，即q1E＝q1v1B，q2E＝q2v2B，所以v1＝v2＝，而进入匀强磁场

8、区域Ⅱ后偏转半径r相同，也就是r＝，r1＝＝＝r2，即＝，所以A、D正确，B、C错误．答案：AD8．如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核