新教材2021-2022學(xué)年高中物理魯科版選擇性必修第二冊(cè) 全冊(cè)測(cè)評(píng)

第1章測(cè)評(píng)

（時(shí)間:75分鐘滿分:100分）

一、單項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題4分，共16分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是

符合題目要求的。

L在電視機(jī)的顯像管中，電子束的掃描是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其掃描原理如圖所示。圓形區(qū)

域內(nèi)的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于圓面，而不加磁場(chǎng)時(shí),電子束將通過(guò)O點(diǎn)而打在屏幕的中心M

點(diǎn)。為了使屏幕上出現(xiàn)一條以M為中心的亮線尸。，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間變化的

規(guī)律應(yīng)是下列選項(xiàng)中的（）

ARCD

畫(huà)由題意知，要想得到以M為中心的亮線PQ,則電子束既要向上偏轉(zhuǎn),又要向下偏轉(zhuǎn)，所以

磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間/變化時(shí)，應(yīng)有方向改變,C、D錯(cuò)誤;A項(xiàng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變,

則電子束受到的洛倫茲力大小相同,偏轉(zhuǎn)量也相同，向同一方向偏轉(zhuǎn)的電子都打到同一點(diǎn)，不

能得到連續(xù)的亮線,A錯(cuò)誤,B正確，

bd

2.如圖所示心從cd是兩根在同一豎直平面內(nèi)的直導(dǎo)線，在兩導(dǎo)線中央懸掛一個(gè)小磁針,靜止時(shí)

小磁針和直導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)兩導(dǎo)線中通以大小相等的電流時(shí),小磁針N極垂直紙面

向里轉(zhuǎn)動(dòng)，則兩導(dǎo)線中的電流方向（）

A.一定都向上

B.一定都向下

C.ab中電流向下,cd中電流向上

D.ab中電流向上,cd中電流向下

廨洞小磁針的N極垂直紙面向里扁轉(zhuǎn)，說(shuō)明兩導(dǎo)線間的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，由安培定則

可以判斷Mb中電流向上,cd中電流向下。

A.A、B兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，見(jiàn)

BAB兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等，&＜坳

C.同一通電導(dǎo)線放在A處受力一定比放在B處受力大

D.同一通電導(dǎo)線放在4處受力一定比放在B處受力小

解諭由磁感線的疏密可知以?物,通電導(dǎo)線所受安培力與通電導(dǎo)線的放置有關(guān),通電導(dǎo)線放在

A處與放在B處受力大小無(wú)法確定。

答案A

4.一圓筒處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所

示。圖中直徑MN的兩端分別開(kāi)有小孔，筒繞其中心軸以角速度g順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。在該截面內(nèi),

一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi),射入時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向與MN成30°角。當(dāng)筒轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，該粒

子恰好從小孔N飛出圓筒。不計(jì)重力。若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷

為（）

麗|如圖為筒轉(zhuǎn)過(guò)90°前后各點(diǎn)&置和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。M、M分別為入射點(diǎn)和出射

點(diǎn)，分別作入射速度的垂線和MN'的中垂線，交點(diǎn)即為軌跡圓的圓心。\

01

根據(jù)題意,NNMM=45°0W與M0延長(zhǎng)線的夾角為60°，所段NO'MN'=75°,Z

MO'N'=30°,即軌跡圓的圓心角為30°,轉(zhuǎn)動(dòng)筒的時(shí)間和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相

——''-X，=—?——=—

12

同，12-4,即qB43,解得比荷m3B,A選項(xiàng)正確。

答案A

二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題6分，共24分,每小題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的

得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

已知一質(zhì)量為m的帶電液滴,經(jīng)電玉U加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻調(diào)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B

中，液滴在此空間的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則（）

A.液滴在空間可能受4個(gè)力作用

B.液滴一定帶負(fù)電

1陛

C.液滴做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑片87§

D.液滴在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)總能量不變

廨稠液滴受到重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng),

所以電場(chǎng)力與重力為平衡力，電場(chǎng)力方向向上,可以判定液滴帶負(fù)電，選項(xiàng)B正確。根據(jù)

工吧1（2UE

quNnv2尸”,qE=mg,解得選項(xiàng)C正確。液滴在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中能量守恒,

選項(xiàng)D正確。

^IBCD

如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為民方向垂直于圓平面（未畫(huà)出）。

g

一群比荷為加的負(fù)粒子以相同速率啾較大）,由尸點(diǎn)在紙平面內(nèi)向不同方向射入磁場(chǎng)中發(fā)生偏

轉(zhuǎn)后，又飛出磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法中正確的是（不計(jì)重力）（）

A.粒子在飛出磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能一定相等

B.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑一定相等

C.由0點(diǎn)飛出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)

D.沿PQ方向射入的粒子飛出時(shí)偏轉(zhuǎn)角最大

曖責(zé)射入磁場(chǎng)的粒子比荷相等，但質(zhì)量不一定相等，故射入時(shí)初動(dòng)能可能不相等，又因?yàn)槁鍌?/p>

茲力不做功,這些粒子從射入到射出功能不變,故不同的粒子的功能可能不相等,A錯(cuò)謾;粒子

在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的半徑為r=q“由于比荷和速率都相等，磁感應(yīng)強(qiáng)度8為定值，故所有粒子的偏

2nm

轉(zhuǎn)半徑都相等,B正確;同時(shí),各粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期r二也相等，根據(jù)幾何規(guī)律,

圓內(nèi)較大的弦對(duì)應(yīng)較大的圓心角,所以從。點(diǎn)射出的粒子偏轉(zhuǎn)角最大，在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最

長(zhǎng),C正確;沿PQ方向射入的粒子不會(huì)從。點(diǎn)射出，故偏轉(zhuǎn)角不是最大,D錯(cuò)誤。

客剽BC

7.

加速電場(chǎng)件］靜電分析器

MN

如圖所示為?種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通

道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為瓦磁分析器有范圍

足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為加、電荷量為夕

的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過(guò)靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析

器，最終打到膠片上的。點(diǎn)。不計(jì)粒子重力。下列說(shuō)法正確的是（）

A.粒子一定帶正電

B.加速電場(chǎng)的電壓U=2ER

C.PQ長(zhǎng)度為B

D.若一群離子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)程都落在膠片上同一點(diǎn),則該群離子具有相同的比荷

懈樹(shù)由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器,最終打到膠片上的。點(diǎn)，根據(jù)左手定則可得，粒子帶正電,

選項(xiàng)A正確;粒子在加速電場(chǎng)中有夕U=2機(jī)區(qū)又粒子在靜電分析器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)力

提供向心力，有遮：=R，解得U=2￡R,選項(xiàng)B正確;粒子在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛

倫茲力提供向心力，有q田二,,可將PQ=2r=B7q，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;離子從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)上述過(guò)

1ImE/i

程都落在膠片上同一點(diǎn)說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的軌道半徑q相同，由于加速電場(chǎng)、靜電分析器與磁

分析器都相同，故該群離子具有相同的比荷，選項(xiàng)D正確。

答案ABD

8.如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量為機(jī)的帶正電荷的物塊，由靜止開(kāi)始從斜面上的A點(diǎn)下滑，滑到水平面

8C上的。點(diǎn)停下來(lái)。已知物塊與斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，且不計(jì)物塊經(jīng)過(guò)B處

時(shí)的機(jī)械能損失。先在ABC所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖乙所示，第二次讓物塊從A

點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，結(jié)果物塊在水平面上的。點(diǎn)停下來(lái)。后又撤去電場(chǎng)，在ABC所在空間加

水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖丙所示，再次讓物塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,結(jié)果物塊沿斜面滑下

并在水平面上的D〃點(diǎn)停下來(lái)，則下列說(shuō)法正確的是（）

甲乙丙

A.O點(diǎn)一定在D點(diǎn)左側(cè)

B.ZT點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合

C.D〃點(diǎn)一定在D點(diǎn)右側(cè)

D.D〃點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合

解析|根據(jù)功能關(guān)系有mgh=/imgcosa-LAB+umgLsD,?

當(dāng)加電場(chǎng)時(shí),（mg+%）力="（〃琢+"）cos（rLA8+"（，"g+”>Ljwr,②

由①②兩式得LBD=LBDR錯(cuò)誤,B正確；

當(dāng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),由左手定則知，物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)斜面及地面的正壓力減小，滑動(dòng)摩

里名產(chǎn)小，又洛倫茲力不做功，所以可判斷C正確,D錯(cuò)誤。

唇蔡^C

三、非選擇題:共60分。考生根據(jù)要求作答。

9.（4分）如圖所示，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一束電子流以初速度v從

水平方向射入，為了使電了流經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)（不計(jì)重力），則磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在個(gè)

勻強(qiáng)電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向是，大小為o

曖畫(huà)電子所受洛倫茲力方向垂直紈面向里，要使電子流經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)，電子所受電場(chǎng)力

方向必須垂直紙面向外，且與洛倫茲力等大，即由方=加;電子帶負(fù)電，所以電場(chǎng)方向垂直

于紙面向里。

客朝垂直于紙面向里Bv

10.（4分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離/=0.4m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角

。二37。，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.5T,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=4.5V、內(nèi)阻r=0.5。的直流電源?，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量〃尸0.04

kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體

棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻Ro=2.5C,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g取l0m/s2。已知sin

37°=0.6,cos370=0.8,則導(dǎo)體棒受到的安培力大小為，摩擦力大小

為。

E

陵明根據(jù)閉合電路歐姆定律得六R°+',

導(dǎo)體棒受到的安培力F安=8〃=0.3N。

導(dǎo)體棒受力如圖所示，

將重力正交分解，得

mgsin370=0.24N〈尸金

根據(jù)平衡條件得

，〃gsin370+FkF夫

____產(chǎn)得Ff=0.06N

|答案|0.30.06

11.(4分)一回旋加速器，在外加磁場(chǎng)一定時(shí)，可把質(zhì)子(扣)加速到i，,使它獲得動(dòng)能為反,則：

(1)能使a粒子獲得的動(dòng)能為-

(2)加速a粒子的交變電場(chǎng)頻率與加速質(zhì)子的交變電場(chǎng)頻率之比為。

皿m_l

|解析|(1)回旋加速器的最大半徑是一定的,R="，質(zhì)子1H的質(zhì)量和電荷量的比值即''，而a

4mvma%

粒子質(zhì)量和電荷量的比值為",RH=°',/?a=qB

上士V2=1

7*Oa-

RH=RM得Va=WaWV2

所以a粒子動(dòng)能與質(zhì)子相同。

2nm

qB

(2)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圄周運(yùn)動(dòng)的周期T=.所以a粒子的周期是質(zhì)子運(yùn)

動(dòng)周期的2倍，即所加交變電場(chǎng)的周期的比為2：1,則頻率之比為1：2。

餐都)Ek(2)1:2

12.(8分)按照如圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)分別接通力、4”和“2、3”,導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)的角度不同，說(shuō)明導(dǎo)線受到的力的大小與

有關(guān)。

(2)只上下交換磁極的位置以改變磁場(chǎng)方向，導(dǎo)線受力的方向(選填“改變”或“不改

變”)。

(3)只改變導(dǎo)線中電流的方向，導(dǎo)線受力的方向(選填“改變”或“不改變”)。

(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明:安培力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系滿足。

矗(1)導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度(2)改變(3)改變(4)左手定則

mvQ

13.(10分)如圖所示，在半徑為R=Bq的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為

民圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板A/N,圓頂點(diǎn)P有一速率為卬的帶正電的粒子平行于紙面進(jìn)

入磁場(chǎng)，已知粒子的質(zhì)量為風(fēng)電荷量為小粒子的重力不計(jì)。

M\

p

(1)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，求它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

(2)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，且速率為萬(wàn)如求它打到感光板MN上時(shí)速度的垂直分量。

畫(huà)(1)設(shè)帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為二由牛頓第二定律得

3夕叩二機(jī)r，所以r=R,帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為四分之一圓周才丸跡對(duì)應(yīng)的圓心角為，

如圖所示。故運(yùn)動(dòng)時(shí)間/="。2<?￡

(2)由⑴知，當(dāng)v=8見(jiàn)時(shí)，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為百R,其運(yùn)動(dòng)軌跡

如圖所示。

由圖可知NPO2O=NOO/=30°

所以帶電粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)偏向角為60°

粒子打到感光板上時(shí)速度的垂直分量為

v^=vsin60°

Tim3

客第⑴2/⑵

14.(12分)如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy,在第一象限內(nèi)有平行于)，軸的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿y

軸正方向;在第四象限的正方形而cd區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里，正方形邊

長(zhǎng)為/且ad邊與x軸重合以力邊與y軸平行。一質(zhì)量為機(jī)、電荷量為夕的粒子，從y軸上的

產(chǎn)(0出)點(diǎn)，以大小為V0的速度沿x粕正方向射入電場(chǎng),通過(guò)電場(chǎng)后從X軸上的。(2九0)點(diǎn)進(jìn)入第

四象限的磁場(chǎng)區(qū)域，不計(jì)粒子所受的重力。求：

⑴電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。

(2)粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。

(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度8滿足什么條件時(shí)，粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后能到達(dá))，軸上，且速度與)，軸負(fù)方向成45°

角？

廨薪|(1)粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),

1.^

沿V軸方向：h=2小戶

沿x軸方向:2/?=n)f

mu。2

解得E=2qh.

(2)到達(dá)。點(diǎn)時(shí)水平速度為也豎直速度為vy

水平方向2h=voty

豎直方向"二2Vyt

得Vy=VO

所以到達(dá)。點(diǎn)的速度%=方向與x軸正方向成45°角。

(3)粒子到達(dá)y軸上，且速度與)，軸負(fù)方向成45°角，必須要從H邊射出，從b點(diǎn)射出時(shí)對(duì)

應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8最小，粒子在磁場(chǎng)中的軌跡是以0I為圓心的一段四分之一圓弧，設(shè)半徑為

V2

2mVQ

qi

由Bqva=m得B二

2mVQ

所以磁感應(yīng)強(qiáng)度須滿足的條件為qi

mu()2

蠲1產(chǎn)⑵應(yīng)也方向與x軸正方向成45°角

2mVQ

⑶心qi

15.(18分)如圖所示,絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),

電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為瓦磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8。一質(zhì)量

為“、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開(kāi)MN做

曲線運(yùn)動(dòng)。A、。兩點(diǎn)間距離為九重力加速度為g。

M

N

⑴求小滑塊運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)的速度大小VCo

(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做的功W,o

(3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊

運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的

速度大小為也＞,從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為。求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vPo

隆明(I)小滑塊沿MN運(yùn)動(dòng)過(guò)程，水平方向受力滿足

qvB+F^=qE

小滑塊在C點(diǎn)離開(kāi)MN時(shí),國(guó)二0

E

解得Vc=B

⑵由動(dòng)能定理得mgh-Wf=-0

mE2

解得Wf=m^h-o

(3)小滑塊的運(yùn)動(dòng)就跡如圖所示:

小滑塊速度最大時(shí),速度方向與電場(chǎng)力、重力的合力方向垂直。拂去磁場(chǎng)后小滑塊將做

類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),等效加速度為g：g'=1（嬴）2+12且/=%?+g牛

1%2+［（竽）2+加］￡2

解得vp=O

EmE2

矗⑴（2）mgh-2B2

⑶］吁+［（爭(zhēng)2+內(nèi)2

第1章安培力與洛倫茲力

第1節(jié)安培力及其應(yīng)用

課后篇鞏固提升

A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練

1.把一小段通電直導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中，導(dǎo)線受到安培力的作用，關(guān)于安培力的方向，下列說(shuō)法正確

的是（）

A.安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同

B.安培力的方向一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，但不一定跟電流方向垂直

C.安培力的方向一定跟電流方向垂直，但不一定跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直

D.安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，又跟電流方向垂直

陵責(zé)安培力的方向既垂直于磁場(chǎng)方向,又垂直于電流的方向，即垂直于磁場(chǎng)與電流所決定的

平面但電流方向與磁場(chǎng)方向不一定垂直。

函D

2.如圖所示，電磁炮是由電源、金屬軌道、炮彈和電磁鐵組成。當(dāng)電源接通后，磁場(chǎng)對(duì)流過(guò)炮

彈的電流產(chǎn)生力的作用，使炮彈獲得極大的發(fā)射速度。下列各俯視圖中正確表示磁場(chǎng)8方向

的是（）

金屬軌道

炮彈、通避

庭責(zé)由左手定則可知,A中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向使炮彈受到的安培力向后,B中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向使

炮彈受到的安培力向前,C中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向使炮彈受到的安培力為零,D中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向

使炮彈受到的安培力為零，只有B符合實(shí)際。

答案B

3.如圖所示,MN中電流為/,導(dǎo)軌垂直于磁場(chǎng)放置，磁感應(yīng)強(qiáng)度為BAK與8相距為4則MN

所受安培力大小為（）

M,K

八8

9D

R.F=BIdB.尸=B/dsin0

Bld

sin6

D.F=BIdcos0

解冊(cè)題中磁場(chǎng)和電流垂直,e角僅是導(dǎo)挑與金屬桿MN間的夾角，不是電流與磁場(chǎng)的夾角。

fgc

4.一根容易發(fā)生形變的彈性導(dǎo)線兩端固定，導(dǎo)線中通有電流，方向豎直向上。當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)

線呈直線狀態(tài);當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，描述導(dǎo)

線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是（）

底責(zé)用左手定則可判斷出,A中導(dǎo)淺所受安培力為零,B中導(dǎo)線所受安培力垂直于紙面向

里,C、D中導(dǎo)線所受安培力向右，導(dǎo)線受力以后的彎曲方向應(yīng)與受力方向一致，故D正確,A、

B、C錯(cuò)誤。

答案D

5.（2020湖北孝感高二期中）如圖所示力為一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠圓盤(pán)，帶有大量均勻分布的正電

荷，在圓盤(pán)正上方水平放置?通電直導(dǎo)線，電流方向已在圖中標(biāo)出。當(dāng)圓盤(pán)繞中心軸0。按圖

示方向高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線所受安培力的方向是（）

A.豎直向上B.豎直向下

C.水平向外D.水平向里

髭諭帶正電圓盤(pán)如題圖轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從上向下看，形成順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，根?jù)右手螺旋定則可知，

在圓盤(pán)正上方形成的磁場(chǎng)方向豎直向下,根據(jù)左手定則，通電直導(dǎo)線所受安培力的方向水平向

外，故選C。

SC

6.如圖所示Q為置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線,電流方向垂直于紙面向里。在開(kāi)關(guān)S

閉合后，導(dǎo)線。所受安培力的方向是（）

A.向上B.向下

C.向左D.向右

髭責(zé)由右手塔旋定則，軟鐵芯在導(dǎo)淺處的磁場(chǎng)方向向左，由左手定則，導(dǎo)線。受到的安培力方

向向上，選項(xiàng)A正確。

宣A

7.（多選）一根長(zhǎng)為0.2m、電流為2A的通電直導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,

受到安培力的大小可能是（）

A.0.4NB.0.2N

C.0.1ND.0N

窿畫(huà)據(jù)安培力的定義，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電直導(dǎo)線方向垂直時(shí)，安培力有最大值，為

F=B//=0.5x2x0.2N=0.2No當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電直導(dǎo)線方向平行時(shí)，安培力有最小值，為0N。

隨著二者方向夾角的變化,安培力大小可能在0.2N與ON之間取值。

S^IBCD

B級(jí)

8.（多選）如圖所示，一段導(dǎo)線abed位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向（垂直

于紙面向里）垂直。線段"、兒和〃的長(zhǎng)度均為/,且Na〃c=N6c4=135°，流經(jīng)導(dǎo)線的電流為

，，方向如圖中箭頭所示。關(guān)于導(dǎo)線abed所受磁場(chǎng)作用力的合力，下列說(shuō)法正確的是（）

A.方向沿紙面垂直be向上,大小為（魚(yú)+1）〃6

B.方向沿紙面垂直be向下次小為（四+1）//5

C.若在紙面內(nèi)將出心/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°,力的大小不變

D.若在紙面內(nèi)將顯cd逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°,力的大小減半

便的整段導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為（應(yīng)+1）/,由安培力公式/=B〃可知,導(dǎo)線面cd所受磁場(chǎng)作用力的

合力大小為（我+1）B〃,方向垂直反向上。在紙面內(nèi)將abed旋轉(zhuǎn)任何角度，安培力的大小均不

變，故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。

薪IAC

9.在xOy水平面中有一通電直導(dǎo)線與y軸平行，導(dǎo)線中電流方向如圖所示,該區(qū)域有勻強(qiáng)磁場(chǎng),

通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向與Oz軸正方向相同，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向（）

A.一定沿x軸負(fù)方向B.一定沿y軸負(fù)方向

C.可能沿z軸正方向D.可能沿x軸負(fù)方向

阿明由左手定則知,磁感應(yīng)強(qiáng)度一定有沿x軸負(fù)方向的分量，或者磁感應(yīng)強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向，

選D。

量D

10.如圖所示，三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線P、。、R互相平行且通過(guò)正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三條導(dǎo)線中

通入的電流大小相等，方向垂直紙面向里;通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8二1/為通電導(dǎo)

線的電流大小，，為距通電導(dǎo)線的垂直距離人為常量;則通電導(dǎo)線R受到的安培力的方向是

（）

5

-00_*

PQx

A.垂直R,指向,，軸負(fù)方向

B.垂直R,指向y軸正方向

C.垂直已指向x軸正方向

D.垂直R,指向x軸負(fù)方向

陵畫(huà)由磁場(chǎng)的疊加可知,R處的磁場(chǎng)水平向右，由安培定則知,安培力垂直于R指向y軸負(fù)方

向。

11.（2019全國(guó)I卷）如圖，等邊三角形線框LWN由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成,固定于勻強(qiáng)磁

場(chǎng)中，線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線框頂點(diǎn)M、N與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)體棒

MN受到的安培力大小為R則線框LMN受到的安培力的大小為（）

A.2FB.1.5F

C.0.5FD.0

暖如導(dǎo)體棒MN受到的安培力為F=BIL0根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，導(dǎo)體棒ML與LN的

電阻之和是導(dǎo)體棒MN電阻的2倍,導(dǎo)體棒MN的電流是導(dǎo)體棒ML與ZJV電流的2倍，導(dǎo)體

棒處在同一磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒ML與LN的有效長(zhǎng)度與導(dǎo)體棒MN相同,導(dǎo)體棒ML與LN受到安

培力的合力為0.5凡根據(jù)左手定則,導(dǎo)體棒ML與LN受到安培力的合力方向與導(dǎo)體棒MN受

到的安培力方向相同，線框LMN受到安培力的合力為1.5尸,故選Bo

軸B

12.如圖所示，位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長(zhǎng)L=5m,通有7=3A的恒定電流,平行于紙面水平向右

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2To當(dāng)導(dǎo)線與B成60°夾角時(shí)，發(fā)現(xiàn)其受到的磁場(chǎng)力為零，則該區(qū)

域同時(shí)存在的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方的可能值為（）

V31

A.2TB2T

V3

C.2^3TD.3T

朝通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為零，則電流方向與磁場(chǎng)方向平行，說(shuō)明該區(qū)域同時(shí)存在的另一勻

強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8'與8的合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿導(dǎo)線方向，由平行四邊形定則可知,

當(dāng)"與合磁場(chǎng)（通電導(dǎo)線）垂直時(shí)6最小，最小值為/in60°二島，則82島，所以"的可能值

為2煬'，故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。

l^lc

13.（多選）如圖所示，紙面內(nèi)的金屬圓環(huán)中通有電流/，圓環(huán)圓心為0、半徑為R.P、。為圓環(huán)上

兩點(diǎn)，且OP垂直于OQ,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，則（）

A.整個(gè)圓環(huán)受到的安培力大小為2KB1R

B.整個(gè)圓環(huán)受到的安培力大小為0

C.圓弧PQ受到的安培力大小為BIR

D.圓弧PQ受到的安培力大小為優(yōu)8/R

畫(huà)根據(jù)左手定則可知，整個(gè)圓環(huán)關(guān)于圓心對(duì)稱(chēng)的兩部分受到的安培力等大反向，受到的合

力為0.選項(xiàng)A錯(cuò),B對(duì);圓弧PQ受到的安培力大小等于直線段PQ受到的安培力大小，為四BIR、

選項(xiàng)C錯(cuò),D對(duì)。

答案|BD

14.在磁場(chǎng)中的同一位置,先后引入長(zhǎng)度相等的直導(dǎo)線。和b,a、b導(dǎo)線的方向均與磁場(chǎng)方向垂

直，但兩導(dǎo)線中的電流不同,因此所受到的力也不相同。下面的四幅圖像表示的是導(dǎo)線所受到

的力尸與通過(guò)導(dǎo)線的電流/的關(guān)系。。、〃各自有一組產(chǎn)、/的數(shù)據(jù)，在圖像中各描出一個(gè)點(diǎn)。

其中正確的是（）

,?b

UK

隨|兩條相同的導(dǎo)線通入不同的電流先后放在磁場(chǎng)中的同一點(diǎn),并且電流方向都與磁場(chǎng)方向

垂直，由于磁場(chǎng)方向是不變的,故導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度8是確定的。根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定

義式B=L可知，當(dāng)/確定時(shí),尸8/,則廣/圖像應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，故C對(duì)。

|答案仁

第2節(jié)洛倫茲力

課后篇鞏固提升

A級(jí)

1.在赤道平面上無(wú)風(fēng)的時(shí)候，雨滴是豎直下落的。若雨滴帶負(fù)電，則它的下落方向?qū)⑵颍ǎ?/p>

A.東方B.西方

C.南方D.北方

曖明在赤道平面上地磁場(chǎng)方向由南向北,帶負(fù)電的雨滴豎直向下運(yùn)動(dòng)，回左手定則可知，雨滴

受向西的洛倫茲力作用，故B項(xiàng)正確。

答案上

2.一束混合粒子流從一發(fā)射源射出后，進(jìn)入如圖所示的磁場(chǎng),分離為1、2、3三束粒子流，則下

列選項(xiàng)不正確的是（）

A.1帶正電B.1帶負(fù)電

C.2不帶電D.3帶負(fù)電

畫(huà)根據(jù)左手定則，帶正電的粒子向左偏,即粒子1;不偏轉(zhuǎn)說(shuō)明不帶電,即粒子2;帶負(fù)電的粒

子向右偏,即粒子3,故選Bo

3.

如圖所示,一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是（）

A.當(dāng)從a端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)從b端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D.不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

的電子的速度y〃氏尸臺(tái)=0,電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

HJc

4.

如圖所示,MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（未畫(huà)出）。一帶電

粒子從緊貼鋁板上表面的P點(diǎn)垂直于鋁板向上射出，從。點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)0。

己知粒了穿越鋁板時(shí)，其動(dòng)能損失半，速度方向和電荷量不變。不計(jì)重力。鋁板上方和下方

的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為（）

在

A.2B.&C.lD.2

2

-mv2

庭羽設(shè)帶電粒子在P點(diǎn)時(shí)初速度為也，從。點(diǎn)穿過(guò)鋁板后速度為也,則反產(chǎn),Ek2=

5

由題意可知Eki=2Ek2,即二/2：則”2。由洛倫茲力提供向心力，即qvB=r，得r=,

————=------=—

由題意可知「21所以”"232,故選項(xiàng)口正確。

答案|D

IX

0j

I

5.（多選）空間存在方向垂直于紙面句里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示的正方形虛線為其邊界。一細(xì)束

由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射。這兩種粒子帶同種電荷,它們的

電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是

（）

A.入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同

B.入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同

C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子,其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同

D.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的粒子淇軌跡所對(duì)的圓心角一定越大

mv

隆麗由于粒子比荷相同，由片”可知入射速度相同的粒子運(yùn)動(dòng)半徑相同，運(yùn)動(dòng)軌跡也必相

同,B正確;對(duì)于入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖可知，粒子的軌

21rm

跡直徑不超過(guò)磁場(chǎng)邊界一半時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角都相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間都為半個(gè)周期，而由T=qB知所

00m

有粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期都相同,A、C皆錯(cuò)誤;再由片2nT=qB可知D正確。故選B、Do

客贏D

XXX-XXX

p—/也一Q

（多選）如圖所示,在邊界PQ上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)帶等量異種電荷且質(zhì)量相

同的粒子同時(shí)從邊界上的O點(diǎn)沿與PQ成。角的方向以相同的速度y射入磁場(chǎng)中，則關(guān)于這

兩個(gè)粒子，下列說(shuō)法正確的是（）

A.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同

B.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑相同

C.出邊界時(shí)兩者的速度相同

D.出邊界點(diǎn)到0點(diǎn)的距離相等

客豪IBCD

示波管

電子束尸、

4丘F形導(dǎo)線

7.如圖所示，電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則

示波管中的電子束將（）

A.向上偏轉(zhuǎn)

B.向下偏轉(zhuǎn)

C.向紙外偏轉(zhuǎn)

D.向紙里偏轉(zhuǎn)

函由安培定則可知，環(huán)形導(dǎo)線在示波管處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，由左手定則可判

也里子束受到的洛倫茲力方向向上，將向上偏轉(zhuǎn)，故A正確。

aA

8.

0

如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為肛電荷量為q不計(jì)重力的帶電粒子從x軸上的尸(。,0)點(diǎn)以速度匕沿與

軸正方向成60°角的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于)，軸射出第一象限,

求：

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

(2)穿過(guò)第一象限的時(shí)間。

域狗(1)作出帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和軌跡，

由圖中幾何關(guān)系次口:

273a

Rcos30°=。,得R=3

p2nw__V3mv

Bqv=m",得B=qR2qa

(2)帶電粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間

12002nm_WJna

360°~qB9v~

B級(jí)關(guān)鍵能力提升練

9.(多選)如圖所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向垂直飛入橫或面是正方形的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)區(qū)域，下列判斷正確的是()

A.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡線越長(zhǎng)

B.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡線所對(duì)應(yīng)的圓心角越大

C.運(yùn)動(dòng)軌跡為I的電子速率最大

D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向是垂直紙面向外

電子以大小不同的速率沿圖示方向垂直飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng),根據(jù)周期公式，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)

mv

動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡線所對(duì)應(yīng)的圓心角越大，選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

半徑越大對(duì)應(yīng)的電子速率越大,C正確;根據(jù)左手定則知,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向是垂直紙面向里,D

錯(cuò)誤:

藕品

10.（2019北京,16）如圖所示,正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子垂直磁場(chǎng)邊

界從。點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出。下列說(shuō)法正確的是（）

5V-~g'x\

!xx1x!

A.粒子帶正電

B.粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率

C.若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒了可能從〃點(diǎn)右側(cè)射山

D.若僅減小入射速率，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短

畫(huà)帶電粒子從a點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后向下偏轉(zhuǎn)，即洛倫茲力向下，根據(jù)左手定則可知粒子一定帶負(fù)

電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)一般不考慮重力，故粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

故粒子在a、b兩點(diǎn)的速率相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)是由洛倫茲力提

V2巴

供向心力，則有g(shù)四二〃7r，可得r=q：故僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)使粒子運(yùn)動(dòng)的凱跡半徑增大，可能

使粒子從b點(diǎn)右側(cè)射出磁場(chǎng)，選項(xiàng)C正確;若減小粒子入射速率，粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑減小，粒

空辭場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角變大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

ggc

11.質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和M以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),運(yùn)行的

半圓軌跡分別如圖中的兩條虛線所示，下列表述正確的是（）

A.M帶正電,N帶負(fù)電

B.M的速率大于N的速率

C.洛倫茲力對(duì)M、N做正功

D.M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間

前由左手定則判斷出N帶正電荷,M帶負(fù)電荷，故A錯(cuò)誤;粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供

mv

向心力，半徑為片q：在質(zhì)量與電荷量相同的情況下泮徑大說(shuō)明速率大，即”的速率大于N的

速率，故B正確;洛倫茲力不做功，故C錯(cuò)誤;粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半周,即時(shí)間為周期的一半，而周

期為T(mén)=與粒子運(yùn)動(dòng)的速率無(wú)關(guān)，所以M的運(yùn)行時(shí)間等于N的運(yùn)行時(shí)間，故D錯(cuò)誤。

答案|B

12.（2019全國(guó)II卷）如圖所示,邊長(zhǎng)為/的正方形abed內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,

方向垂直于紙面（出心/所在平面）向外。必邊中點(diǎn)有一電子發(fā)射源。，可向磁場(chǎng)內(nèi)沿垂直于ab

邊的方向發(fā)射電子。已知電子的比荷為匕則從。、d兩點(diǎn)射出的電子的速度大小分別為（）

1V515

A,kBl,4kBi4kBi

-1V5—1—5

C2kBl^kBlD2kBl^kBl

畫(huà)本題考查帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電子從4點(diǎn)射出時(shí)，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半

1廿Bq?。_1

rm

徑為『0,而B(niǎo)qva=m。,即Va=%加；當(dāng)電子從4點(diǎn)射出時(shí),電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為

（*）：解得所以,止號(hào)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。

小，如圖，根據(jù)幾何關(guān)系得、2=廬+

答案|B

13.如圖所示，直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與

MN成30°角的同樣速度□射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為風(fēng)電荷量為e）,求：

?/?、?*??

⑴它們從磁場(chǎng)中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)?

（2）射出的時(shí)間差是多少？

mv2mv

|（1）正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中的回旋軌跡如圖所示，由6田二"得R=7B

2mv

~7B

因?yàn)椤?30°,如圖可知，兩粒子離開(kāi)時(shí)距0點(diǎn)均為R,所以出射點(diǎn)相距為L(zhǎng)=2R=

2nR_27rmT_nm

(2)周期7=vg，正電子的回旋時(shí)間為人63〃,負(fù)電子的回旋時(shí)間為

55nm41rm

t2=射出的時(shí)間差為加=，2力=

2mv4nm

陋⑴⑵酢

第3節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用

課后篇鞏固提升

A級(jí)________________必備知識(shí)基礎(chǔ)練

1.如圖所示,回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒。兩金屬盒處

在垂直于盒面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,4、b分別與高頻交流電源兩極相連接，下列說(shuō)法正確的是()

A.離子從磁場(chǎng)中獲得能量

B.帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期是變化的

C.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器

D.增大金屬盒的半徑,粒子射出時(shí)的最大動(dòng)能不變

朝離子在回旋加速器中從電場(chǎng)山獲得能量，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)周期是不變的，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;

離子由加速器的中心附近進(jìn)入加送器，增大金屬盒的半徑，粒子射出時(shí)的最大動(dòng)能增大，選項(xiàng)C

正確:D錯(cuò)誤。

qUq../

2.如圖所示，一個(gè)靜止的質(zhì)量為機(jī)、電荷量為q的粒子（重力忽略不計(jì)），經(jīng)加速電壓U加速后,

由O點(diǎn)垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子打到P點(diǎn)，若0「二工,則（）

Aa與U成正比B.x與U成反比

Cu與曲成正比D.x與血成反比

2mv;1

x=2R=qB,qUu-iv2,可得x與成正比，選項(xiàng)C正確。

ggc

3.質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源

S產(chǎn)生?個(gè)質(zhì)量為如電荷量為4/的正離了，離了產(chǎn)生山來(lái)時(shí)的速度很小,可以看作是靜止的，

離子產(chǎn)生出來(lái)后經(jīng)過(guò)電壓U加速，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，沿著半圓運(yùn)動(dòng)而達(dá)到記錄

它的照相底片P上,測(cè)得它在P上的位置到入口處與的距離為乂則下列說(shuō)法正確的是（）

A.若某離子經(jīng)上述裝置后，測(cè)得它在尸上的位置到入口處S的距離大于乂則說(shuō)明離子的質(zhì)量

一定變大

B.若某離子經(jīng)上述裝置后，測(cè)得它在尸上的位置到入口處S的距離大于“，則說(shuō)明加速電壓U

一定變大

C.若某離子經(jīng)上述裝置后，測(cè)得它在P上的位置到入口處S的距離大于乂則說(shuō)明磁感應(yīng)強(qiáng)度

B一定變大

D.若某離子經(jīng)上述裝置后，測(cè)得它在P上的位置到入口處S的距離大于X,則說(shuō)明離子所帶電

荷量夕可能變小

1l2qU2mv_2l2mU

由qu3n/,得mJ=2R,所以x=”B",可以看出w變大，可能是因?yàn)闄C(jī)變

大,U變大,q變小粗變小,故只有D對(duì)。

4.有一回旋加速器，它的高頻電源的頻率為1.2x107Hz,D形盒的半徑為0.532m,求加速氣核時(shí)

所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大?笊核所能達(dá)到的最大動(dòng)能為多少?（笊核的質(zhì)量為3.3x10-27kg,笊核

的電荷量為1.6xlO'9C）

v22nr

阿畫(huà)人核在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，據(jù)牛頓第二定律，周期r=",

2irm

解得圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=qB.

要使京核每次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)均被加速,則其在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電壓的周期,

即T=

2nfir.

所以B=q

2x3.14xl.2xl07x3.3xl0-27

_1.6x10-19_

一1

=1.55To

設(shè)電核的最大速度為Umax,對(duì)應(yīng)的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑恰好等于D形盒的半徑，所以

qBR

二

Vmax=o

故笊核所能達(dá)到的最大動(dòng)能

12221922

12=迎、qBR_(1.6xl0-)2xl.55x0.532

E^=嚴(yán)m(xù)?一^T)2=k=―點(diǎn)衣跡—J=2.64xl0?叼

答案|l.55T2.64X10-12J

5.如圖所示為某種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖，其中加速電場(chǎng)的電壓為U,靜電分析器中與圓心Oi等

距各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同，方向沿徑向指向圓心Oi；磁分析器中在以。2為圓心、圓心角為

90°的扇形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其左邊界與靜電分析器的右邊界平

行。由離子源發(fā)出一質(zhì)量為加、電荷量為q的正離子(初速度為零，重刀不計(jì))，經(jīng)加速電場(chǎng)加

速后，從M點(diǎn)沿垂直于該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向進(jìn)入靜電分析器，在靜電分析器中,離子沿半徑為

R的四分之一圓弧軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從N點(diǎn)射出靜電分析器。而后離子由P點(diǎn)沿著既

垂直于磁分析器的左邊界又垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器

下邊界的方向從。點(diǎn)射出，并進(jìn)入收集器。測(cè)量出。點(diǎn)與圓心02的距離為d。

(1)試求靜電分析器中離子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；

(2)試求磁分析器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。

函設(shè)離子進(jìn)入靜電分析器時(shí)的速度為匕離子在加速電場(chǎng)中加速的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得

1

(1)離子在辭電分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有區(qū)②

2U

聯(lián)立①②兩式，解得:E=

（2）離子在磁分析器中做勻速圄周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有4田=〃？r?

由題意可知，圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r=d@

聯(lián)立①④⑤式，解得6=

由左手定則判斷，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。

2U1l2mU

藕1）夫（2網(wǎng)q

方向垂直紙面向外

B級(jí)關(guān)鍵能力提升練

6.現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來(lái)分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖