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2019-2020年滬科版3-1選修三5.5《探究洛倫茲力》WORD教案3 1、一個電子以一定初速度進入一勻強場區(qū)（只有電場或只有磁場不計其他作用）并保持勻速率運動，下列說法正確的是（ ） A．電子速率不變，說明不受場力作用 B．電子速率不變，不可能是進入電場 C．電子可能是進入電場，且在等勢面上運動 D．電子一定是進入磁場，且做的圓周運動 2、如圖—10所示，正交的電磁場區(qū)域中，有 兩個質(zhì)量相同、帶同種電荷的帶電粒子，電量分別為 qa、qb.它們沿水平方向以相同的速率相對著勻速直線 穿過電磁場區(qū)，則（ ） A．它們帶負電，且qa＞qb. B．它們帶負帶電，qa＜qb C．它們帶正電，且qa＞qb. D．它們帶正電，且qa＜qb. . 圖-10 3、如圖—9所示，帶正電的小球穿在絕緣粗糙直桿上， 桿傾角為θ，整個空間存在著豎直向上的勻強電場和垂直于桿斜向上的勻強磁場，小球沿桿向下運動，在a點時動能 為100J，到C點動能為零，而b點恰為a、c的中點， 在此運動過程中（ ） A．小球經(jīng)b點時動能為50J 圖—9 B．小球電勢能增加量可能大于其重力勢能減少量 C．小球在ab段克服摩擦所做的功與在bc段克服摩擦所做的功相等 D．小球到C點后可能沿桿向上運動。 4、如圖所示，豎直向下的勻強磁場穿過光滑的絕緣水平面，平面上一個釘子O固定一根細線，細線的另一端系一帶電小球，小球在光滑水平面內(nèi)繞O做勻速圓周運動.在某時刻細線斷開，小球仍然在勻強磁場中做勻速圓周運動，下列說法一定錯誤的是（ ） 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 5、如圖所示，x軸上方有垂直紙面向里的勻強磁場.有兩個質(zhì)量相同，電荷量也相同的帶正、負電的離子（不計重力），以相同速度從O點射入磁場中，射入方向與x軸均夾θ角.則正、負離子在磁場中（ ） A.運動時間相同 B.運動軌道半徑相同 C.重新回到x軸時速度大小和方向均相同 D.重新回到x軸時距O點的距離相同 6、 質(zhì)量為0.1kg、帶電量為2.510—8C的質(zhì)點，置于水平的勻強磁場中，磁感強度的方向為南指向北，大小為0.65T.為保持此質(zhì)量不下落，必須使它沿水平面運動，它的速度方向為_____________，大小為______________。 7、如圖—20所示，水平放置的平行金屬板A帶正電，B帶負電，A、B間距離為d.勻強磁場的磁感強度為B，方向垂直紙面向里.今有一帶電粒子在A、B間豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動.則帶電粒子轉(zhuǎn)動方向為_________時針方向，速率υ=_________. 圖—20 8、電子自靜止開始經(jīng)M、N板間（兩板間的電壓為u）的電場加速后從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強磁場中，電子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示.求勻強磁場的磁感應強度.（已知電子的質(zhì)量為m，電量為e） 9、已經(jīng)知道，反粒子與正粒子有相同的質(zhì)量，卻帶有等量的異號電荷.物理學家推測，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，我國科學家研制的阿爾法磁譜儀由“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機搭載升空，尋找宇宙中反物質(zhì)存在的證據(jù).磁譜儀的核心部分如圖所示，PQ、MN是兩個平行板，它們之間存在勻強磁場區(qū)，磁場方向與兩板平行.宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直PQ進入勻強磁場區(qū)，在磁場中發(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PQ板進入磁譜儀的磁場區(qū)，并打在感光底片上的a、b、c、d四點，已知氫核質(zhì)量為m，電荷量為e，PQ與MN間的距離為L，磁場的磁感應強度為B. （1）指出a、b、c、d四點分別是由哪種粒子留下的痕跡?（不要求寫出判斷過程） （2）求出氫核在磁場中運動的軌道半徑； （3）反氫核在MN上留下的痕跡與氫核在MN上留下的痕跡之間的距離是多少? 10、如圖所示，在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直于xy平面并指向紙里，磁感應強度為B.一帶負電的粒子（質(zhì)量為m、電荷量為q）以速度v0從O點射入磁場，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ.求： （1）該粒子射出磁場的位置； （2）該粒子在磁場中運動的時間.（粒子所受重力不計） 11、如圖—23所示，套在足夠長的固定絕 緣直棒上的小球，質(zhì)量為10—4kg，帶有410—4C 的正電，小球可沿棒滑動，動摩擦因數(shù)為0.2。把 此棒豎直地放在互相垂直且境外沿水平方向的勻 強電場和勻強磁場中，電場強度為10N/C，磁感 強度為0.5T.求小球由靜止釋放后下落過程中的最 大加速度和最大速度（g取10m/s2） 12、如圖—24所示，在一坐標系內(nèi)，x軸 上方有磁感強度為B的勻強磁場，下方有電場強 度為E的勻強電場。今有質(zhì)量為m、電量為q的 帶電粒子從y軸上某處靜止釋放后 恰能經(jīng)過x 軸上的距原點O為l的P點，不計重力。 （1）粒子帶的是什么電？ （2）釋放點離原點O的距離應滿足什么條件？ （3）從釋放點到P點，粒子一共經(jīng)歷多長時間？ F E D S 圖1-3-18 13．如圖1-3-18所示， 磁感強度為B的均勻磁場中，固定放置一絕緣材料制成的邊長為L的剛性等邊三角形，其平面與磁場方向垂直，在DE邊上的S點(DS=L/4)處帶電粒子的放射源，發(fā)射粒子的方向皆在圖中紙面內(nèi)垂直DE邊向下，發(fā)射粒子的電量皆為q(q＞0)，質(zhì)量皆為m，但速度v有各種不同的數(shù)值，若這些粒子與框架的碰撞時均無能量損失，并要求每一次碰撞時速度方向垂直于被碰的邊，試問 （1）帶電粒子速度v取哪些值時可使S點發(fā)出的粒子最終又回到S點？ （2）這些粒子中，回到S點所用時間最短為多少？（重力不計，磁場范圍足夠大） 參 考 答 案 １、C 2、D 3、BD 4、A 5、BCD 6、（向右，6104m/s） 7、（順，BRg/E） 8、解析：電子在M、N間加速后獲得的速度為v，由動能定理得： mv2-0=eu 電子進入磁場后做勻速圓周運動，設(shè)其半徑為r，則： evB=m 電子在磁場中的軌跡如圖，由幾何得： = 由以上三式得：B= 9、解:（1）a、b、c、d四點分別是反氫核、反氦核、氦核和氫核留下的痕跡. （2）對氫核，在磁場中做勻速圓周運動，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 10、解：（1）帶負電粒子射入磁場后，由于受到洛倫茲力的作用，粒子將沿圖示的軌跡運動，從A點射出磁場，設(shè)O、A間的距離為L，射出時速度的大小仍為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 聯(lián)解①②兩式，得：L= 所以粒子離開磁場的位置坐標為（-，0） （2）因為T== 所以粒子在磁場中運動的時間，t＝ 11、am=2m/s2，υm=5m/s 12、（1）負電 （2）d=qL2B2/(8Mek2) （K=1，2，3……） （3）t=+ （K=1，2，3……） 13．（1）vn=（n=1,2,3…） (2) tmin =