1、第 6 课时 洛伦兹力与现代科技1.质子(p)和 粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为 Rp 和 R，周期分别为 Tp 和 T.则下列选项正确的是 ( )AR pR 12 T pT 12BR pR 11 T pT 11CR pR 11 T pT 12DR pR 12 T pT 11解析：由洛伦兹力提供向心力，则 qvBm ，R ，v2R mvqB由此得： RpR mpqpqm mq2q4m 12由周期 T 得：2mqB ，故 A 选项正确TpT mpqpqm RpR 12答案：A2回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图
2、5610.下列说法正确的是 ( )A粒子在磁场中做匀速圆周运动B粒子由 A0 运动到 A1，比粒子由 A2 运动到 A3 所用时间少C粒子的轨道半径与它被电场加速的次数成正比D粒子的运动周期和运动速率成正比答案：A图 56103如图 5611 所示，场强 E 的方向竖直向下，磁感应强度 B1 的方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B2 的方向垂直纸面向外，在 S 处有四个二价正离子甲、乙、丙、丁以垂直于场强 E 和磁感应强度 B1 的方向射入，若四个离子质量m 甲 m 乙 m 丙 m 丁 ，速度 v 甲 v 乙 v 丙 v 丁 ，(不计离子的重力) ，则运动到 P1、P 2、P 3、P 4 的四个
3、位置的正离子分别为 ( )A甲乙丙丁 B甲丁乙丙C丙乙丁甲 D甲乙丁丙解析：偏向 P1的电场力大，偏向 P2的洛伦兹力大，进入 B2的是速度相等的，所以落在 P1的是甲，P 2的是丁；由 R 质量大的半径大，落在 P3的是mvqB乙，P 4的是丙答案：B4如果回旋加速器的内部磁场磁感应强度为 B，带电粒子的质量为 m，带电荷量为 q，则关于回旋加速器的电场的周期下列说法中正确的是 ( )A所加电压为直流电压，因此周期 T 为无穷大B所加电压为交变电压，其周期为带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期的一半，即 TmBqC所加电压为交变电压，其周期为带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期，即
4、T2mBqD所加电压为交变电压，其周期为带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期的 2 倍，即 T4mBq答案：C5一电子与质子速度相同，都从 O 点射入匀强磁场区，则图 5612 中画出的四段圆弧，哪两个是电子和图 5611质子运动的可能轨迹 ( )Aa 是电子运动轨迹，d 是质子运动轨迹Bb 是电子运动轨迹，c 是质子运动轨迹Cc 是电子运动轨迹， b 是质子运动轨迹Dd 是电子运动轨迹，a 是质子运动轨迹答案：C6如图 5613 所示，在 xOy 平面内，匀强电场的方向沿 x 轴正向，匀强磁场的方向垂直于 xOy 平面向里一电子在 xOy 平面内运动时，速度方向保持不变，则电子的运动方向
5、沿 ( )Ax 轴正向 Bx 轴负向Cy 轴正向 Dy 轴负向解析：电子受静电力方向一定水平向左，所以需要受向右磁场力才能匀速运动，根据左手定则进行判断可得电子应沿 y轴正向运动答案：C7如图 5614 所示，设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动，到达 B 点时速度为零，C 点是运动的最低点，以下说法正确的是 ( )A此粒子必带正电荷BA 点和 B 点在同一高度C粒子在 C 点时速度最大D粒子到达 B 点后，将沿曲线返回 A 点答案：ABC8质量为 m、电荷量为 e 的电子的初速为零，经电压为U
6、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 5615 所示，则 ( )A加速电场的场强方向竖直向上图 5612图 5613图 5614B偏转磁场的磁场方向垂直纸面向里C能求出电子经加速电场加速后，开始进入磁场时的动能D能求出电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小答案：CD9如图 5616 所示，a 和 b 带电荷量相同，以相同动能从 A 点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra2r b，则可知 (重力不计)( )A两粒子都带正电，质量比 ma/mb4B两粒子都带负电，质量比 ma/mb4C两粒子都带正电，质量比 ma/mb1/4D两粒子都带负电，质量比
7、 ma/mb1/4答案：B10如图 5617 所示，正方形区域 abcd 中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一个氢核从 ad边的中点 m 沿着既垂直于 ad 边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从 ab 边中点 n 射出磁场若将磁场的磁感应强度变为原来的 2 倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是 ( )A在 b、n 之间某点 B在 n、 a 之间某点Ca 点 D在 a、m 之间某点解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，当氢核垂直于 ad边从中点m射入，又从 ab边的中点 n射出，则速度必垂直于 ab边，a 点为圆心，且R ，当磁场的磁感应强度变为原来的 2 倍，则半径变
8、为原来的 1/2，氢核从mvqBa点垂直于 ad边射出，所以选项 C 正确答案：C图 5615图 5616图 561711如图 5618 所示为测量某种离子的比荷的装置让中性气体分子进入电离室 A，在那里被电离成离子这些离子从电离室的小孔飘出，从缝 S1 进入加速电场被加速，然后让离子从缝 S2 垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的 P 点已知加速电压为 U，磁场的磁感应强度为 B，缝 S2 与 P 之间的距离为 a.离子从缝S1 进入电场时的速度不计该离子的比荷 为多少？qm解析：粒子经电场加速、磁场偏转两个过程，其中速度 v把这两个过程联系起来，对两个过程分别建立有关方程联立即可求解从轨迹可知，离子带正电，设它进入匀强磁场时速度为 v，在电场中加速qU mv212在磁场中偏转 qvBm ，而 rv2r a2由以上各式得 .qm 8UB2a2答案：8UB2a2图 5618
