高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.3 洛伦兹力与现代科技课后复习题

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册1.3 洛伦兹力与现代科技课后复习题，共10页。试卷主要包含了带电粒子A，判断下列图中洛伦兹力的方向，阴极射线管等内容，欢迎下载使用。
【特供】第3节洛伦兹力与现代科技-1优质练习一．填空题1．一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可以近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变），重力不计，从图中情况可以确定粒子带______电，粒子的运动方向从______（填“a到b”或“b到a”）。 2．一电荷量为4×104C的点电荷放置在电场强度E为2×102N/C的电场中受到的电场力大小为___________N。如果它在磁感应强度B为2×102T的磁场中以v=3m/s的速度垂直磁场运动，受到的洛伦兹力大小为__________N。3．带电粒子A（质量为m．电量为q）和带电粒子B（质量为4m．电量为2q）．垂直磁感线射入同一匀强磁场中（不计重力）（1）若以相同速度入射，则轨道半径之比Ra：Rb=　 　．周期之比Ta：Tb=　  　．角速度之比ωa：ωb=　 　．（3）若以相同动能入射，则轨道半径之比Ra：Rb=　 　．周期之比Ta：Tb=　 　．角速度之比ωa：ωb=　  　．  4．判断下列图中洛伦兹力的方向图(1)的洛伦兹力方向是__________；图(2)的洛伦兹力方向是__________；5．电子射线管放在两个磁极之间，电子束的偏转方向如图中虚线所示。蹄形磁铁的A端是____________极。6．一个重力可不计的带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小，但粒子的带电量不变，则粒子的运动方向是　   　；（选填“a→b”或“b→a”），粒子带的是　 　电（选填“正”或“负”）．  7．有一束带电粒子流，包含着质子和氘核，它们具有相同的速度，沿垂直于磁场方向射入矩形有界磁场区（如图中虚线框所示）以后，分成了两束粒子流①和②，已知＞0，则磁场方向为______（填“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”），粒子流______（填“①”或“②”）是质子流．8．阴极射线管（A为其阴极），当放在与AB平行的磁场中时，电子束的运动轨迹___________偏转，当放在如图所示的蹄形磁铁的N．S两极间时，电子束的运动轨迹___________偏转。（填“向上”．“向下”或“不”） 9．如图所示，水平导线处于蹄形磁铁的磁场中，导线P所在处的磁场方向竖直   （选填“向上”或“向下”）；闭合电键，通电导线P在磁场中受到的力称为      （选填“安培力”或“洛伦兹力”），由左手定则可知，该力的方向      （选填“向左”或“向右”）．   10．磁场对运动电荷的作用力称为__________，当电荷的运动方向与磁场方向垂直时磁场对电荷的作用力最大，其大小为_________，当电荷的运动方向与磁场方向平行时，磁场对电荷的作用力等于_________． 11．洛伦兹力是磁场对_________（填“运动”或“静止”）电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中竖直向下运动，粒子所受洛伦兹力的方向为______。12．如图所示，质量为m．电荷量为q的带电粒子（不计重力），以速度v沿垂直于磁场的方向进入一匀强磁场区域，并在磁场中做匀速圆周运动。已知磁场的磁感应强度为B，则该粒子做匀速圆周运动的轨道半径为____________ ，周期为_____________。13．某一实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有如图所示的甲．乙．丙．丁4种情况。在t1～t2这段时间内，_______所示电流可以在线圈B中观察到感应电流。 14．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，一质量为m，带电荷量为+q的小物体从倾角为θ的绝缘光滑足够长的斜面上由静止开始下滑，则此物体在斜面Q上运动的最大速度为________，此物体在斜面上运动的距离为___________15．边长为a的正方形，处于有界磁场如图，一束电子水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则vA：vC=________；所经历的时间之比tA：tB=________。.  16．从1405—1433年，出生于云南的航海家郑和先后7次下西洋。在一望无际的茫茫大海中，利用指南针导航。指南针指南的一端是________极(选填“N”或“S”)；洛仑兹力是磁场对________电荷的作用；如图所示是一带正电的粒子在磁场中的运动情况，粒子所受洛仑兹力的方向向_________。17．如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向A图______，B图___________ ，C图________，D图___________。18．如图所示，一束动能相等．电量相等．质量分别为m1和m2的带电的粒子，从A点垂直于磁场方向射人匀强磁场中。当磁感强度为B1时，质量为m1的粒子沿半圆轨道运动至C点；当磁感强度为B2时，质量为m2的粒子也沿同一半圆轨迹运动到C点。那么这两种粒子的质量之比等于_________。
参考答案与试题解析1．【答案】正    b到a    【解析】【分析】【详解】[1][2]由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动满足半径公式可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，由左手定则可知，粒子带正电。2．【答案】  8×106N  2.4×107N【解析】由题，试探电荷的电荷量为：q=4×104C，所受的电场力为：F=Eq=8×106N；根据f=Bqv，则受到的洛伦兹力大小为f=2×102×4×104×3N= 2.4×107N.3．【答案】（1）1：2；1：2；2：1 （2）1：1；1：2；2：1；【解析】考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律求出粒子轨道半径，然后根据粒子轨道半径公式．周期公式．周期与角速度的关系分析答题．解答： 答：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供圆周运动向心力可得半径公式，所以周期T=所以AB两粒子轨道半径之比AB两粒子的周期之比AB两粒子的角速度之比（2）若AB粒子动能相等有：可得：所以AB两粒子轨道半径之比AB两粒子的周期之比AB两粒子的角速度之比故答案为：（1）1：2；1：2；2：1 （2）1：1；1：2；2：1；点评： 本题考查了带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时由洛伦兹力提供圆周运动向心力并由此得出轨道半径．周期．角速度之比，熟练掌握牛顿第二定律及圆周运动的半径和周期公式即可正确解题． 4．【答案】水平向右    垂直纸面向外    【解析】【来源】新疆喀什巴楚县第一中学2020-2021学年高二（上）第一次月考物理试题 【分析】【详解】[1]根据左手定则可知，图(1)的洛伦兹力方向是水平向右；[2]根据左手定则可知，图(2)的洛伦兹力方向是垂直纸面向外。5．【答案】N极【解析】电子射线管中电子从负极射向正极，由图可知电子受到的洛伦兹力方向向下，电子束向下偏转，根据左手定则，磁感线穿过手心，四指从正极指向负极，故A为N极。故答案为：N点睛：电子射线管中电子从负极射向正极，电子受到洛伦兹力，电子束向下偏转，根据左手定则判断可知洛伦兹力方向，进而判断磁感线方向．6．【答案】b→a；正【解析】考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动．专题： 带电粒子在磁场中的运动专题．分析： 根据粒子在磁场中运动的半径公式r=来分析粒子的运动的方向，在根据左手定则来分析电荷的性质．解答： 解：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式r=可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，在根据左手定则可知，粒子带正电，所以B正确．故答案为：b→a；正点评： 根据r=可知，粒子运动的半径与速度的大小有关，根据半径的变化来判断粒子的运动的方向，这是解决本题的关键． 7．【答案】    (1). 垂直纸面向外    (2). ②【解析】 ...............8．【答案】不    向下    【解析】【分析】【详解】[1]阴极射线管放在与AB平行的磁场中时，电子束不受洛伦兹力作用，则运动轨迹不偏转；[2]当放在如图所示的蹄形磁铁的N．S两极间时，由左手定则可知，电子束受向下的洛伦兹力，则电子束的运动轨迹向下偏转。9．【答案】向上，安培力，向右【解析】试题分析：磁体外磁场的方向从N极指向S极，所以在导线P所在处的磁场方向竖直向上；通电导线P在磁场中受到的力称为安培力；根据左手定则可知：让四指指向电流方向，磁场方向穿过手心，则大拇指指向为所受力的方向，由此可知导体棒ab受力的方向向右．考点：左手定则；安培力 10．【答案】洛伦兹力，qvB，0【解析】考点:洛仑兹力． 分析:磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力，洛伦兹力的方向根据左手定则，；洛伦兹力的大小的计算公式：F=qvBsinθ，其中θ是 B与v的夹角．解答:解：洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力，磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力；洛伦兹力的大小的计算公式：F=qvB sinθ，其中θ是 B与v的夹角．若磁场对运动电荷的作用力大小为f=qvB，则电荷的运动方向与磁场方向应 垂直．当电荷的速度方向与磁场方向互相平行时，洛伦兹力大小等于0．故答案为：洛伦兹力，qvB，0点评:该题考查洛伦兹力的定义与洛伦兹力的大小的计算公式，要牢记洛伦兹力的计算公式的意义．基础题目． 11．【答案】运动    水平向右    【解析】【来源】湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高二（下）期中考试物理试题 [1]洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用。[2]根据左手定则可以判断粒子所受洛伦兹力的方向为水平向右。12．【答案】        【解析】【来源】湖南省茶陵县第三中学2019-2020学年高二（下)开学考试物理试题 【分析】【详解】[1][2]带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故有且有解得，13．【答案】乙丙丁【解析】【来源】人教版 选修3-2 第四章 第二节探究感应电流的产生条件 练案在乙．丙．丁三种情况下，可以在线圈B中观察到感应电流，因为在这三种情况下，线圈A中的电流发生了变化．它引起的磁场也发生变化．因而穿过线圈B中的磁通量发生变化，线圈B中有感应电流产生。14．【答案】    (1). （1）    (2). （2）【解析】当洛伦兹力等于小球重力垂直斜面方向的分力时，则小球刚好要离开斜面，则有：，解得：；由于小球在下滑过程中，做匀加速直线运动，根据受力分析，由牛顿第二定律得：，由运动学公式，得：. 15．【答案】    (1). 1:2；    (2). 2:1；【解析】电子从C点射出，A为圆心，Rc=L，圆心角θc=π/2由，得；运动时间为四分之一周期，即：电子从A点射出，OA中点为圆心，RA=L/2,圆心角θA=π，所以，由于运动的周期与速度无关，是相等的，故vA:vC=1:2,tA:tC=2:1，故答案为：1:2；2:1；点睛：由几何关系可知从两孔射出的粒子的运动半径，则由洛仑兹力充当向心力可得出粒子的速度关系；由周期公式及转过的角度可求得时间之比． 16．【答案】  S  运动  右【解析】由于地球的周围存在地磁场，指南针指南的一端是S极，洛伦兹力是运动电荷在磁场中所受到的力，根据左手定则可知，受到的洛伦兹力的方向是在纸面向右。17．【答案】竖直向上；垂直于纸面向里；水平向右；竖直向下；【解析】【详解】伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向），这时大拇指所指的方向就是带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向；故A图竖直向上，B图垂直纸面向里，C图水平向右，D图竖直向下。故本题答案是：  (1). 竖直向上；    (2). 垂直于纸面向里；    (3). 水平向右；    (4). 竖直向下；18．【答案】 【解析】【分析】两粒子的动能相同，电量相同，在磁场中运动的轨道半径相同，根据列式可求解.【详解】当磁感强度为B1时，质量为m1的粒子沿半圆轨道运动至C点；则；同理：；因，联立解得