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1、2014高考人教四川專版物理選修3-1隨堂基礎鞏固 第1部分 第三章 第5節(jié) 洛倫茲力的應用 Word版含解析
[隨堂基礎鞏固]
1.如圖3-5-13所示,有a、b、c、d四個離子,它們帶同種電荷
且電荷量相等,它們的速率關(guān)系為va
2、電,va最小,在偏轉(zhuǎn)電場中向右的洛倫茲力最小,因此射向P1的是a粒子,從圓周運動的半徑看,因mc>mb,所以應是c的半徑大,射向A2的是c粒子,射向A1的是b粒子。
答案:AD
2.如圖3-5-14是回旋加速器示意圖,其核心部分是兩個D形金屬盒,兩金屬盒置于勻強磁場中,并分別與高頻電源相連?,F(xiàn)分別加速氘核(q1、m1)和氦核(q2、m2)。已知q2=2q1,m2=2m1,下列說法中正確的是( )
A.它們的最大速度相同 圖3-5-14
B.它們的最大動能相同
C.僅增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動能
D.僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能
解析
3、:設D形盒的最大半徑為R,則R=,可見它們的最大速度vm=,因=,vm1=vm2,A正確;但氘核和氦核的質(zhì)量不同,故最大動能不相同,B錯誤;最大動能與高頻電源的電壓大小無關(guān),當改變高頻電源的頻率時,則不能實現(xiàn)對氘核和氦核的連續(xù)加速,故C、D均錯誤。
答案:A
3.如圖3-5-15所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意
圖。設法將某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器A中,
使它受到電子束轟擊,失去一個電子變成正一價的分子離子。分子圖3-5-15
離子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速度不計),加速后,再通過狹縫S2、S3射入磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于
4、磁場區(qū)的界面PQ。最后,分子離子打到感光片上,形成垂 直于紙面而且平行于狹縫S3的細線。若測得細線到狹縫S3的距離為d,試推導出分子離子的質(zhì)量m的表達式。
解析:對帶電荷量為e的分子離子在加速電場中的加速過程應用動能定理mv2=eU。
分子離子進入勻強磁場后做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,即evB=m,
又由幾何關(guān)系d=2R,解得m=。
答案:m=
4.如圖3-5-16所示是等離子體發(fā)電機示意圖,平行板間勻強
磁場的磁感應強度B=0.5 T,兩板相距20 cm,R=50 Ω,當?shù)?
離子體以v=1 200 m/s的速度垂直射入磁場中時,求:
(1)電源的輸出電壓。 圖3-5-16
(2)S閉合后,R中電流的大小。
解析:(1)電路中電源電壓穩(wěn)定后,應滿足q=qvB
∴U=vBd=1 200×0.5×0.20 V=120 V
(2)由左手定則知,正離子受向上的洛倫茲力將積聚到上極板上,故a為電源的正極。
I== A=2.4 A
答案:(1)120 V (2)2.4 A