1.4洛伦兹力与现代技术 同步作业(解析版)高中物理粤教版(2019)选择性必修第二册
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1、1.4洛伦兹力与现代技术A组基础达标1. (2020年安庆模拟)如图所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动,其轨道半径为R,已知该电场的电场强度为E,方向竖直向下;该磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,不计空气阻力,设重力加速度为g,则()A液滴带正电B液滴比荷C液滴沿顺时针方向运动D液滴运动速度大小v【答案】C【解析】液滴在重力场、匀强电场、匀强磁场的复合场中做匀速圆周运动,可知,qEmg,得,故B错误;电场力竖直向上,液滴带负电,A错误;由左手定则可判断液滴沿顺时针方向转动,C正确;对液滴qEmg,qvBm,得v,故D错误2(2020年韶关质检)如图所示,一
2、个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力),经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,粒子在磁场中转半个圆周后打在P点,设OPx,能够正确反映x与U之间的函数关系的图像是()AB CD【答案】B【解析】带电粒子经电压U加速,由动能定理,qUmv2,粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,洛伦兹力提供向心力,qvBm,2Rx,联立解得x,B正确3(2021年邯郸期末)如图所示,虚线MN、PQ之间为匀强电场,MN的上方和PQ的下方分别有垂直于纸面向里的匀强磁场B1和B2,且B2B1,一不计重力的带电粒子从MN上的a点垂直于MN向上射出,经过磁场偏转后垂直于MN方向从b点进入电场,穿越电场
3、后,从c点再次进入磁场,经过磁场偏转后以垂直于PQ的速度打到d点,若ab2cd,则粒子从b到c克服电场力做的功W与其从a点出发时的初动能Ek1之比为()AWEk112BWEk113CWEk123DWEk145【答案】A【解析】设粒子在电场上方和下方的速率分别为v1、v2,在上方和下方磁场中轨道半径分别为R1、R2,则R1,R2,根据题意B2B1,R12R2 ,解得v1v2,在电场中,根据动能定理可得WmvmvmvEk1,A正确4(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两极相连接的两个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
4、D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示设D形盒半径为R,若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f,则下列说法正确的是()A质子被加速后的最大速度不可能超过2fRB质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值D不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速粒子【答案】AB【解析】由evBm可得回旋加速器加速质子的最大速度为v.由回旋加速器高频交流电频率等于质子运动的频率,有f,联立解得质子被加速后的最大速度不可能超过2fR, A、B正确,C错误;由于粒子在回旋加速器中运动的频率是质子的,不改变B和f,该回旋加速器不能用于
5、加速粒子, D错误5如图所示,空间的某个复合场区域内存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场质子由静止开始经一加速电场加速后,垂直于复合场的边界进入并沿直线穿过场区,质子(不计重力)穿过复合场区所用时间为t,从复合场区穿出时的动能为Ek,则()A若撤去磁场B,质子穿过场区时间大于tB若撤去电场E,质子穿过场区时间等于tC若撤去磁场B,质子穿出场区时动能大于EkD若撤去电场E,质子穿出场区时动能大于Ek【答案】C【解析】质子在加速电场中是直线加速,进入复合场,电场力与洛伦兹力等大反向,质子做匀速直线运动若撤去磁场,只剩下电场,质子做类平抛运动,水平分运动是匀速直线运动,速度不变,故质子穿
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