《2018-2019高中物理 第2章 打開電磁聯(lián)系的大門 2.4 電子束偏轉(zhuǎn)的奧秘學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測評 滬科版選修1-1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第2章 打開電磁聯(lián)系的大門 2.4 電子束偏轉(zhuǎn)的奧秘學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測評 滬科版選修1-1(5頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2.4 電子束偏轉(zhuǎn)的奧秘
(建議用時(shí):45分鐘)
1.下列說法正確的是( )
A.運(yùn)動(dòng)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方,一定受到洛倫茲力的作用
B.運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛倫茲力的作用,則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
C.洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動(dòng)能,也不能改變帶電粒子的速度
D.洛倫茲力對帶電粒子不做功
【解析】 運(yùn)動(dòng)電荷受到洛倫茲力不僅跟磁場有關(guān),還跟電荷的速度方向有關(guān),在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方,當(dāng)速度方向與磁場方向平行時(shí),不受洛倫茲力作用.反之,洛倫茲力為零時(shí),可能是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場方向平行,而不一定是磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,故選項(xiàng)A,B都錯(cuò)誤;洛倫茲力的方向始終與速度方向
2、垂直,洛倫茲力只改變帶電粒子的速度方向,不改變帶電粒子的速度大小,因此帶電粒子的動(dòng)能保持不變;速度是矢量,速度的大小不變,但速度的方向是改變的,因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D是正確的.
【答案】 D
2.有關(guān)洛倫茲力和安培力的描述,正確的是( )
A.通電直導(dǎo)線處于勻強(qiáng)磁場中一定受到安培力的作用
B.安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)
C.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)受到的洛倫茲力對帶電粒子做正功
D.通電直導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行
【解析】 通電直導(dǎo)線與磁場平行,不受安培力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,安培力方向與磁場方向垂直,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.洛倫茲力對帶電粒子不做功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,
3、安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),選項(xiàng)B正確.
【答案】 B
3.(多選)在只受洛倫茲力的條件下,關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng),下列說法正確的有( )
A.只要粒子的速度大小相同,帶電量相同,粒子所受洛倫茲力大小就相同
B.洛倫茲力只改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡
C.洛倫茲力始終與速度垂直,所以洛倫茲力不做功
D.洛倫茲力始終與速度垂直,所以粒子在運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)能、速度保持不變
【解析】 洛倫茲力的大小與電荷進(jìn)入磁場的速度方向有關(guān)系,但洛倫茲力永遠(yuǎn)垂直速度方向,不做功.不改變速度大小,但可以改變速度的方向.
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中所受的洛倫茲力的大小不但與速度的大小有關(guān),而
4、且與速度的方向有關(guān),當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直時(shí),粒子所受的洛倫茲力最大;當(dāng)粒子的速度方向與磁場方向平行時(shí),帶電粒子不受洛倫茲力的作用.速度大小相同的粒子,沿不同方向進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的大小不同,所以選項(xiàng)A不正確.由于洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直,所以洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小,動(dòng)能保持不變,洛倫茲力不做功;但在洛倫茲力的作用下,粒子的運(yùn)動(dòng)方向要發(fā)生變化,速度就要發(fā)生變化,所以本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為B、C.
【答案】 BC
4.下面幾個(gè)選項(xiàng)是表示磁場B、正電荷運(yùn)動(dòng)方向v和磁場對電荷作用力F的相互關(guān)系圖,其中正確的是(B、F、v兩兩垂直)( )
【解析】
5、 帶電粒子所受洛倫茲力垂直于B和v決定的平面,用左手定則分析,讓B的方向垂直手心,四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向,大拇指所指即為洛倫茲力方向.
【答案】 D
5.圖中帶電粒子所受洛倫茲力的方向向上的是( )
【解析】 A圖中帶電粒子受力方向向上,B圖中帶電粒子受力方向向外,C圖中帶電粒子受力方向向左,D圖中帶電粒子受力方向向外,
故A正確.
【答案】 A
6.初速度為v0的電子,沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出,直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運(yùn)動(dòng)方向如圖2-4-14所示,則( )
圖2-4-14
A.電子將向右偏轉(zhuǎn),速率不變
B.電子將向左偏轉(zhuǎn),速率改變
C.電子將向左偏轉(zhuǎn)
6、,速率不變
D.電子將向右偏轉(zhuǎn),速率改變
【解析】 由右手定則判定直線電流右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里,再根據(jù)左手定則判定電子所受洛倫茲力偏離電流,由于洛倫茲力不做功,電子動(dòng)能不變.
【答案】 A
7.在學(xué)校操場的上空中停著一個(gè)熱氣球,從它底部脫落一個(gè)塑料小部件,下落過程中由于和空氣的摩擦而帶負(fù)電,如果沒有風(fēng),那么它的著地點(diǎn)會落在氣球正下方地面位置的( )
A.偏東 B.偏西
C.偏南 D.偏北
【解析】 地磁場在水平方向上的分量方向是水平向北,小部件帶負(fù)電,根據(jù)左手定則可得氣球受到向西的洛倫茲力,故向西偏轉(zhuǎn),B正確.
【答案】 B
8.如圖2-4-15所示
7、,一帶負(fù)電的物體從光滑斜面頂端滑到底端時(shí)的速度為v,若加上一垂直紙面向外的磁場,在滑到底端時(shí)( )
圖2-4-15
A.v變大 B.v變小
C.v不變 D.無法確定
【解析】 洛倫茲力對電荷不做功,故只有重力做功,v不變.
【答案】 C
9.(多選)1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖2-4-16所示,這臺加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是( )
【導(dǎo)學(xué)號:17592032】
圖2-4-16
A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器
B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器
C.離子從磁場中獲得能量
D.離
8、子從電場中獲得能量
【解析】 離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器,從電場中獲取能量,最后從加速器邊緣離開加速器,選項(xiàng)A、D正確.
【答案】 AD
10.圖2-4-17中各圖已標(biāo)出磁場方向、電荷運(yùn)動(dòng)方向、電荷所受洛倫茲力方向三者中的兩個(gè),試標(biāo)出第三個(gè)的方向
圖2-4-17
【解析】 用左手定則判斷,對-q,四指應(yīng)指向其運(yùn)動(dòng)方向的反方向.分別可得,圖(1)中+q受洛倫茲力方向垂直于v斜向左;圖(2)中-q受洛倫茲力方向垂直于v向左;圖(3)中-q運(yùn)動(dòng)方向平行于斜面向下;圖(4)中勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面指向讀者.
【答案】 (1)受力方向垂直于v斜向上 (2)受力方向垂直于v向左 (3)
9、運(yùn)動(dòng)方向平行于斜面向下 (4)磁場方向垂直紙面指向讀者
11.三個(gè)粒子a、b、c(不計(jì)重力)以相同的速度射入勻強(qiáng)磁場中,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2-4-18所示,其中b粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),試判斷三個(gè)粒子的帶電情況.
圖2-4-18
【解析】 三粒子垂直于磁場方向射入,其中b的運(yùn)動(dòng)方向不變,說明b不帶電,伸出左手,讓磁感線垂直穿過手心,四指向下,則拇指指向右,即c粒子帶正電,a帶負(fù)電.
【答案】 a帶負(fù)電 b不帶電 c帶正電
極光現(xiàn)象
太陽的外層大氣稱為日冕,日冕具有百萬度以上的高溫,在這樣的高溫下,氣體處于高度的電離狀態(tài),成為等離子體.日冕的一部分氣體克服太陽的引力向太空膨脹,形成等離
10、子體穩(wěn)定地向外輻射,這就是太陽風(fēng).太陽風(fēng)把地磁場壓縮成為一個(gè)很有限的區(qū)域,形成地球磁層,地球磁層起著保護(hù)地球的作用,它能使宇宙中那些高速?zèng)_向地球的帶電粒子偏轉(zhuǎn)方向.一些闖入地球磁層的太陽風(fēng)粒子在地磁場的作用下向兩個(gè)地磁極運(yùn)動(dòng),與那里高層大氣作用時(shí),引起氣體輝光放電.美麗的極光就是圍繞著地球南北兩極的一種大規(guī)模氣體放電過程的表現(xiàn)形式.
地球像一個(gè)巨大的磁鐵,也有兩個(gè)磁極.地磁極與地理極并不重合,它們之間夾一個(gè)約為11.5°的角.極光集中在地磁極周圍.來自太陽風(fēng)的帶電微粒流,有一部分沿著漏斗狀的地球極區(qū)磁感線進(jìn)入高層大氣,與那里的稀薄氣體發(fā)生碰撞,使大氣中的原子和分子電離,這些受到電離的氣體吸收了部分能量后被激發(fā)到高能態(tài),隨后又立即將這額外的能量以輻射光子的形式釋放,并回到原來的狀態(tài).在這種過程中擾動(dòng)的氣體發(fā)出了明亮的光線——極光.
如果將一只玻璃管內(nèi)的空氣基本上抽空,然后使電流在這些稀薄氣體中通過,管內(nèi)部氣體導(dǎo)電,發(fā)出美麗的輝光,這就是放電管.在地球高空所看到的極光與放電管相同,都是帶電粒子通過稀薄氣體發(fā)生輝光放電形成的.
5