《2017-2018学年高中物理教科版选修3-1课时跟踪检测：（十七） 洛伦兹力的应用 Word版含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理教科版选修3-1课时跟踪检测：（十七） 洛伦兹力的应用 Word版含解析（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课时跟踪检测（十七） 洛伦兹力的应用1.带电油滴以水平向右速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图1所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是()图1A油滴必带正电荷，电量为B油滴必带正电荷，比荷为C油滴必带负电荷，电量为D油滴带什么电荷都可以，只要满足q解析：选C由于带电的油滴进入磁场中恰做匀速直线运动，且受到的重力向下，洛伦兹力方向必定向上。由左手定则可知油滴一定带负电荷，且满足mgqv0B0。所以q，故C正确。2.如图2所示，在正交的匀强电场和匀强磁场中，一带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，则微粒带电性质和环绕方向分别是()图2A带正电，逆时针B带正电，顺时针C带负
2、电，逆时针D带负电，顺时针解析：选C因带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，则所受的重力和电场力平衡，可知电场力方向向上，微粒带负电；根据左手定则，微粒沿逆时针方向旋转，故选C。3. (多选)如图3为一“速度选择器”装置的示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出，不计重力作用。可能达到上述目的的办法是()图3A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高
3、于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外解析：选AD要使电子沿直线OO运动，则电子在竖直方向所受电场力和洛伦兹力平衡，若a板电势高于b板，则电子所受电场力方向竖直向上，其所受洛伦兹力方向必向下，由左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里，故A选项正确。同理可判断D选项正确。4. (多选)如图4所示是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对平行放置，且板面垂直于纸面，在两极板之间接有电阻R。在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时，下列说法中正确的是(不计粒子所受重力)()图4AN板的电势高于M板的电势BM板的电
4、势高于N板的电势CR中有由b向a方向的电流DR中有由a向b方向的电流解析：选BD根据左手定则可知带正电荷的离子向上极板偏转，带负电荷的离子向下极板偏转，则M板的电势高于N板的电势。M板相当于电源的正极，那么R中有由a向b方向的电流，故选B、D。5.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极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图5所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是()图5A增大匀强电场间的加速电压B减小磁场的磁感应强度C减小周期性变化的电场的频率D增大D形金
5、属盒的半径解析：选D粒子最后射出时的旋转半径为D形盒的最大半径R，R，Ekmv2。可见，要增大粒子射出时的动能，应增大磁感应强度B和增大D形盒的半径R，故D正确。6. (多选)在翻盖手机中，经常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序。如图6是霍尔元件示意图，磁场方向垂直于霍尔元件工作面，通入图示方向的电流I，MN两端会形成电势差UMN，下列说法正确的是()图6A电势差UMN仅与材料有关B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UMN0C仅增大M、N间的宽度，电势差UMN变大D通过控制磁感应强度可以改变电势差UMN解析：选BCD电流是电荷定向移动形成的，电荷在磁场中运动由于受到洛伦兹力作用而发生
6、偏转，在M、N间形成电压，同时电荷又受到M、N间电压形成的电场作用，当qqvB时，UMN稳定，d为霍尔元件宽度，v为电荷定向移动速度，因此UMN与磁感应强度、霍尔元件的材料及形状有关，A错误；由左手定则可知，若载流子是电子，则电子向N端偏移，UMN0，B正确；由qqvB可知C、D正确。7.一束几种不同的正离子， 垂直射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里， 离子束保持原运动方向未发生偏转。接着进入另一匀强磁场， 发现这些离子分成几束，如图7所示。对这些离子， 可得出结论()图7A它们的动能一定各不相同B它们的电量一定各不相同C它们的质量一定各不相同D它们的比荷一定各不相同解析：选D经过速度选择器后
7、的粒子速度相同，粒子所受电场力和洛伦兹力平衡，满足qvBqE，即不发生偏转的粒子具有相同的速度v；进入磁场区轨道半径不等，根据公式R，只能说明比荷不同，故A、B、C错误，D正确。8(多选)设空间存在竖直向下的匀强电场，垂直纸面向里的匀强磁场，如图8所示。已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，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，忽略重力，以下说法正确的是()图8A离子必带正电荷BA和B位于同一高度C离子在C点时速度最大D离子到达B点后，将沿原曲线返回A点解析：选ABC离子从静止开始运动的方向向下，电场强度方向也向下，所以离子必带正电荷，A正确；因为洛伦兹力不
8、做功，只有静电力做功，A、B两点速度都为0，根据动能定理可知，离子从A到B运动过程中，电场力不做功，故A、B位于同一高度，B正确；C点是最低点，从A到C运动过程中电场力做正功最大，根据动能定理可知离子在C点时速度最大，C正确；到达B点时速度为零，将重复刚才ACB的运动，向右运动，不会返回，故D错误。9.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图9所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电
9、势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()图9A1.3 m/s，a正、b负B2.7 m/s，a正、b负C1.3 m/s，a负、b正 D2.7 m/s，a负、b正解析：选A根据左手定则，正离子在磁场中受到洛伦兹力的作用向上偏，负离子在磁场中受到洛伦兹力的作用向下偏，因此电极a为正极，电极b为负极；当达到平衡时，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则qEBqv，又E，得v
10、 m/s1.3 m/s，选项A正确。10.如图10所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为()图10Ad随v0增大而增大，d与U无关Bd随v0增大而增大，d随U增大而增大Cd随U增大而增大，d与v0无关Dd随v0增大而增大，d随U增大而减小解析：选A设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v，该速度与水平方向的夹角为，故有v。粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r。而MN之间的距离为d2rcos 。联立解得d2 ，故选项A
11、正确。11. (2015江苏高考节选)一台质谱仪的工作原理如图11所示，电荷量均为q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上。已知放置底片的区域MNL，且OML。某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到。图11(1)求原本打在MN中点P的离子质量m；(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围。解析：(1)离子在电场中加速，qU0mv2在磁场中做匀速圆周运动，qvBm
12、解得r0 代入r0L，解得m。(2)由(1)知，U，离子打在Q点时，rL，得U离子打在N点时，rL，得U则电压的范围U。答案：(1)(2)U12.如图12所示，一个质量为m、带电量为q的小球，以初速度v0自h高度处水平抛出。不计空气阻力，重力加速度为g。图12(1)若在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，求该匀强电场的场强E的大小；(2)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，小球水平抛出后恰沿圆弧轨迹运动，落地点P到抛出点的距离为h，求该磁场磁感应强度B的大小。解析：(1)小球做匀速直线运动，说明重力和电场力平衡，根据平衡条件，有mgqE解得：E。(2)再加匀强磁场
13、后，小球做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，设轨道半径为R，根据几何关系得P点到抛出点的水平距离xhR2(Rh)2x2解得：R，由qv0Bm，得B。答案：(1)E(2)B第一部分 物理复习方法与策略高三物理复习应当从一个全新的角度重新认识和提升原有知识，实现对知识的重新整合与类化。而不只是简单的重复和回顾。在复习的过程中更是要讲究科学性、规范性，不能将复习等同于大量做题，否则就会淹没在茫茫题海中。一、要善于归纳总结，掌握物理方法，形成物理思维在复习中，除了认真复习基础知识之外，建议同学们务必重视对各种物理方法和物理思维的进一步掌握和深化。这才是一种更高层次、更有效率的复习方法。1善于运用联系的观点
14、。运用联系的观点，对物理方法进行对比归纳，形成处理物理问题独有的思想和方法是物理复习的关键。例如，利用类比的方法复习机械振动与电磁振荡、机械波与电磁波、电源与用电器、万有引力与库仑力、电场与重力场等，在比较中寻找共性与特性；而密度、电阻、场强、电势差、磁感应强度等物理概念都应用了比值定义法，并要注意定义式与决定式的区别；质点、自由落体运动、理想气体、点电荷、理想变压器等都应用了忽略次要因素的理想化方法；平均速度、交流电有效值，合成与分解用等效替代的方法等等。这些处理方法也同样运用在我们解决物理问题的过程中，使物理问题简化并顺利解决。再如实验中通过多次测量求平均值来减小偶然误差，几乎在每个实验测
15、量中都会用到；累积测量再求平均值的思想方法，其实从我们用刻度尺测量金属丝直径（紧密缠绕在圆柱形铅笔上）和一页纸厚度（测100张纸的厚度）一直就用这种思想和方法。2把握建立物理模型的思想。建立物理模型，忽略次要因素、突出主要因素，是解决和研究物理问题的重要方法。纵观近几年的高考试题，无不体现对物理模型应用的考查。力学常见物理模型有：质点、单摆、轻绳、轻杆、轻弹簧、弹簧振子等；过程模型有：匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等；物理实验模型有：伽利略的理想实验模型等。这种将实物或过程抽象为模型的研究方法，更容易抓住物理问题的实质，突破物理的难点。3掌握解决物理问题的方法。掌握解决物理问题的方法是学好物理的重要途径。例如选取研究对象时常用隔离法和整体法；处理抛体运动时常用的运动合成与分解法；实验数据的处理采用形象直观的图像法；力的合成与分解、等效电路、半偏法测电阻等都是用以易代难的等效替代
