【同步】高中物理魯科版(2019)選擇性必修2：第1章第2節(jié)洛倫茲力分層作業(yè)課件

第1章第2節(jié)洛倫茲力123456789101112A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是(

)A.洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功B.洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能C.洛倫茲力的大小與帶電粒子的速度無(wú)關(guān)D.洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向B解析

根據(jù)洛倫茲力的特點(diǎn),洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功,所以不改變帶電粒子的動(dòng)能,A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)f=qvB,可知洛倫茲力的大小與帶電粒子的速度有關(guān),C錯(cuò)誤;洛倫茲力的效果就是改變物體的運(yùn)動(dòng)方向,不改變速度的大小,D錯(cuò)誤。1234567891011122.一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B解析

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B。1234567891011123.

如圖所示,一束電子流沿管的軸線(xiàn)進(jìn)入螺線(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.當(dāng)從b端通入電流時(shí),電子做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.不管從哪端通入電流,電子都做勻速直線(xiàn)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)C解析

電子的速度v∥B,F洛=0,電子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

1234567891011124.(多選)空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示的正方形虛線(xiàn)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,其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大BD1234567891011121234567891011125.兩個(gè)帶電粒子以相同的速度垂直磁感線(xiàn)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子質(zhì)量之比為1∶4,電荷量之比為1∶2,則兩個(gè)帶電粒子受洛倫茲力之比為(

)A.2∶1 B.1∶1C.1∶2 D.1∶4C解析

帶電粒子的速度方向與磁感線(xiàn)方向垂直時(shí),洛倫茲力f=qvB,與電荷量成正比,與質(zhì)量無(wú)關(guān),C項(xiàng)正確。1234567891011126.

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Q點(diǎn)穿越鋁板后到達(dá)PQ的中點(diǎn)O。已知粒子穿越鋁板時(shí),其動(dòng)能損失一半,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

。

1234567891011121234567891011127.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為-q、不計(jì)重力的帶電粒子從x軸上的P(a,0)點(diǎn)以速度v,沿與x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y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)粒子穿過(guò)第一象限的時(shí)間。123456789101112解析

(1)作出帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和軌跡,如圖所示由圖中幾何關(guān)系知123456789101112B級(jí)關(guān)鍵能力提升練8.(多選)(2022湖北卷)如圖所示,一帶電粒子以初速度v0沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入,并經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(a>0,b>0)。若上述過(guò)程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),粒子從O到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,到達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能為Ek1。若上述過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn),粒子從O到P運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,到達(dá)P點(diǎn)的動(dòng)能為Ek2。下列關(guān)系式正確的是(

)A.t1<t2B.t1>t2C.Ek1<Ek2D.Ek1>Ek2AD123456789101112解析

若該過(guò)程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),則粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),沿x軸正方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);若該過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn),則粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿x軸正方向分速度在減小,根據(jù)

可知t1<t2,故A正確,B錯(cuò)誤。若該過(guò)程僅由方向平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn),則粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度大于v0;若該過(guò)程僅由方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn),則粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度等于v0,根據(jù)

可知Ek1>Ek2,故C錯(cuò)誤,D正確。1234567891011129.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a點(diǎn)射入,從b點(diǎn)射出。下列說(shuō)法正確的是(

)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,則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出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C123456789101112解析

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)是由洛倫茲力提供向心力,則有能使粒子從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,粒子在磁場(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。12345678910111210.(多選)電荷量分別為q和-q的兩個(gè)帶電粒子a、b分別以速度va和vb射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30°和60°,磁場(chǎng)寬度為d且AB=d,兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)射入,同時(shí)到達(dá)B點(diǎn),如圖所示,則(

)A.a粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電B.兩粒子的軌道半徑之比ra∶rb=∶1C.兩粒子的速度之比va∶vb=1∶2D.兩粒子的質(zhì)量之比ma∶mb=1∶2AD123456789101112解析

根據(jù)左手定則可判斷出,a粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電,故A正確;兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,Oa、Ob分別為其軌跡圓心,磁場(chǎng)寬度為d,由12345678910111211.如圖所示,空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場(chǎng)。在x≥0區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0;在x<0區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為λB0(常數(shù)λ>1)。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子(不計(jì)重力)以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入磁場(chǎng),此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正方向時(shí),求:(1)粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;(2)粒子與O點(diǎn)間的距離。123456789101112解析

(1)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)在x≥0區(qū)域,圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為R1;在x<0區(qū)域,圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為R2。由洛倫茲力公式及牛頓運(yùn)動(dòng)定律得12345678910111212345678910