《2020高考物理 月刊專(zhuān)版 專(zhuān)題09 交變電流和電磁感應(yīng)洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題測(cè)試》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020高考物理 月刊專(zhuān)版 專(zhuān)題09 交變電流和電磁感應(yīng)洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題測(cè)試(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、交變電流和電磁感應(yīng)洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
1.如圖所示,豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)光滑的絕緣水平面,平面上一個(gè)釘子O固定一根細(xì)線,細(xì)線的另一端系一帶電小球,小球在光滑水平面內(nèi)繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng).在某時(shí)刻細(xì)線斷開(kāi),小球仍然在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法一定錯(cuò)誤的是
A.速率變小,半徑變小,周期不變
B.速率不變,半徑不變,周期不變
C.速率不變,半徑變大,周期變大
D.速率不變,半徑變小,周期變小
2.如圖所示,x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).有兩個(gè)質(zhì)量相同,電荷量也相同的帶正、負(fù)電的離子(不計(jì)重力),以相同速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中,射入方向與x軸均夾θ角.則正、負(fù)離子
2、在磁場(chǎng)中
A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同
B.運(yùn)動(dòng)軌道半徑相同
C.重新回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同
D.重新回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相同
3.電子自靜止開(kāi)始經(jīng)M、N板間(兩板間的電壓為u)的電場(chǎng)加速后從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L(zhǎng),如圖所示.求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.(已知電子的質(zhì)量為m,電量為e)
4.已經(jīng)知道,反粒子與正粒子有相同的質(zhì)量,卻帶有等量的異號(hào)電荷.物理學(xué)家推測(cè),既然有反粒子存在,就可能有由反粒子組成的反物質(zhì)存在.1998年6月,我國(guó)科學(xué)家研制的阿爾法磁譜儀由“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)搭載升空,尋找宇宙中反物質(zhì)存在的證據(jù).
3、磁譜儀的核心部分如圖所示,PQ、MN是兩個(gè)平行板,它們之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)方向與兩板平行.宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直P(pán)Q進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn),并打在附有感光底片的板MN上,留下痕跡.假設(shè)宇宙射線中存在氫核、反氫核、氦核、反氦核四種粒子,它們以相同速度v從小孔O垂直P(pán)Q板進(jìn)入磁譜儀的磁場(chǎng)區(qū),并打在感光底片上的a、b、c、d四點(diǎn),已知?dú)浜速|(zhì)量為m,電荷量為e,PQ與MN間的距離為L(zhǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.
(1)指出a、b、c、d四點(diǎn)分別是由哪種粒子留下的痕跡?(不要求寫(xiě)出判斷過(guò)程)
(2)求出氫核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(3)反氫核在MN上留下的痕跡
4、與氫核在MN上留下的痕跡之間的距離是多少?
5.如圖所示,在y<0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶負(fù)電的粒子(質(zhì)量為m、電荷量為q)以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng),入射方向在xy平面內(nèi),與x軸正向的夾角為θ.求:
(1)該粒子射出磁場(chǎng)的位置;
(2)該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.(粒子所受重力不計(jì))
參考答案
1.A 2.BCD
3.解析:電子在M、N間加速后獲得的速度為v,由動(dòng)能定理得:
mv2-0=eu
電子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)其半徑為r,則:
evB=m
電子在磁場(chǎng)中的軌跡如圖,由幾何得:
=
由以上三式
5、得:B=
4.解:(1)a、b、c、d四點(diǎn)分別是反氫核、反氦核、氦核和氫核留下的痕跡.
(2)對(duì)氫核,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:
(3)由圖中幾何關(guān)系知:
所以反氫核與氫核留下的痕跡之間的距離
5.解:(1)帶負(fù)電粒子射入磁場(chǎng)后,由于受到洛倫茲力的作用,粒子將沿圖示的軌跡運(yùn)動(dòng),從A點(diǎn)射出磁場(chǎng),設(shè)O、A間的距離為L(zhǎng),射出時(shí)速度的大小仍為v,射出方向與x軸的夾角仍為θ,由洛倫茲力公式和牛頓定律可得:
qv0B=m
式中R為圓軌道半徑,解得:
R= ①
圓軌道的圓心位于OA的中垂線上,由幾何關(guān)系可得:
=Rsinθ ②