高中物理 第2章 打开电磁联系的大门 2_4 电子束偏转的奥秘学业达标测评 沪科版选修1-1

2.4 电子束偏转的奥秘(建议用时：45分钟)1下列说法正确的是()A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D洛伦兹力对带电粒子不做功【解析】运动电荷受到洛伦兹力不仅跟磁场有关，还跟电荷的速度方向有关，在磁感应强度不为零的地方，当速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力作用反之，洛伦兹力为零时，可能是因为运动电荷的速度方向与磁场方向平行，而不一定是磁感应强度为零，故选项A，B都错误；洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向，不改变带电粒子的速度大小，因此带电粒子的动能保持不变；速度是矢量，速度的大小不变，但速度的方向是改变的，因此选项C错误，选项D是正确的【答案】D2有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()A通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力对带电粒子做正功D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行【解析】通电直导线与磁场平行，不受安培力，选项A错误，安培力方向与磁场方向垂直，选项D错误洛伦兹力对带电粒子不做功，选项C错误，安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，选项B正确【答案】B3(多选)在只受洛伦兹力的条件下，关于带电粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的有()A只要粒子的速度大小相同，带电量相同，粒子所受洛伦兹力大小就相同B洛伦兹力只改变带电粒子的运动轨迹C洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功D洛伦兹力始终与速度垂直，所以粒子在运动过程中的动能、速度保持不变【解析】洛伦兹力的大小与电荷进入磁场的速度方向有关系，但洛伦兹力永远垂直速度方向，不做功不改变速度大小，但可以改变速度的方向带电粒子在匀强磁场中所受的洛伦兹力的大小不但与速度的大小有关，而且与速度的方向有关，当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，粒子所受的洛伦兹力最大；当粒子的速度方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力的作用速度大小相同的粒子，沿不同方向进入磁场时所受的洛伦兹力的大小不同，所以选项A不正确由于洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，动能保持不变，洛伦兹力不做功；但在洛伦兹力的作用下，粒子的运动方向要发生变化，速度就要发生变化，所以本题的正确选项应为B、C.【答案】BC4如图2414所示，是表示磁场B、正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力F的相互关系图，其中正确的是(B、F、v两两垂直)()图2414【解析】带电粒子所受洛伦兹力垂直于B和v决定的平面，用左手定则分析，让B的方向垂直手心，四指指向正电荷运动方向，大拇指所指即为洛伦兹力方向【答案】D5在学校操场的上空中停着一个热气球，从它底部脱落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气的摩擦而带负电，如果没有风，那么它的着地点会落在气球正下方地面位置的()A偏东B偏西C偏南D偏北【解析】地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北，小部件带负电，根据左手定则可得气球受到向西的洛伦兹力，故向西偏转，B正确【答案】B6如图2415所示，一带负电的物体从光滑斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一垂直纸面向外的磁场，在滑到底端时()图2415Av变大 Bv变小Cv不变D无法确定【解析】洛伦兹力对电荷不做功，故只有重力做功，v不变【答案】C7(多选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图2416所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是() 【导学号：22940020】图2416A离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能量【解析】离子由加速器的中心附近进入加速器，从电场中获取能量，最后从加速器边缘离开加速器，选项A、D正确【答案】AD8图2417中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出第三个的方向图2417【解析】用左手定则判断，对q，四指应指向其运动方向的反方向分别可得，图(1)中q受洛伦兹力方向垂直于v斜向左；图(2)中q受洛伦兹力方向垂直于v向左；图(3)中q运动方向平行于斜面向下；图(4)中匀强磁场方向垂直纸面指向读者【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)运动方向平行于斜面向下(4)磁场方向垂直纸面指向读者9三个粒子a、b、c(不计重力)以相同的速度射入匀强磁场中，运动轨迹如图2418所示，其中b粒子做匀速直线运动，则a粒子带_电，c粒子带_电图2418【解析】三粒子垂直于磁场方向射入，其中b的运动方向不变，说明b不带电，伸出左手，让磁感线垂直穿过手心，四指向下，则拇指指向右，即c粒子带正电，a带负电【答案】负正极光现象太阳的外层大气称为日冕，日冕具有百万度以上的高温，在这样的高温下，气体处于高度的电离状态，成为等离子体日冕的一部分气体克服太阳的引力向太空膨胀，形成等离子体稳定地向外辐射，这就是太阳风太阳风把地磁场压缩成为一个很有限的区域，形成地球磁层，地球磁层起着保护地球的作用，它能使宇宙中那些高速冲向地球的带电粒子偏转方向一些闯入地球磁层的太阳风粒子在地磁场的作用下向两个地磁极运动，与那里高层大气作用时，引起气体辉光放电美丽的极光就是围绕着地球南北两极的一种大规模气体放电过程的表现形式地球像一个巨大的磁铁，也有两个磁极地磁极与地理极并不重合，它们之间夹一个约为11.5的角极光集中在地磁极周围来自太阳风的带电微粒流，有一部分沿着漏斗状的地球极区磁感线进入高层大气，与那里的稀薄气体发生碰撞，使大气中的原子和分子电离，这些受到电离的气体吸收了部分能量后被激发到高能态，随后又立即将这额外的能量以辐射光子的形式释放，并回到原来的状态在这种过程中扰动的气体发出了明亮的光线极光如果将一只玻璃管内的空气基本上抽空，然后使电流在这些稀薄气体中通过，管内部气体导电，发出美丽的辉光，这就是放电管在地球高空所看到的极光与放电管相同，都是带电粒子通过稀薄气体发生辉光放电形成的