第16周限时训练磁场3

高二物理理科第16周限时训练

班别：姓名：座号：分数：

1．磁场中某点的磁感应强度B的方向，是指( )

A．放在该点的小磁针N极的受力方向

B．放在该点的小磁针静止后S极的指向

C．磁感线在该点的切线方向

D．与放在磁场中该点的通电导线所受安培力的方向一致

解析：A、B.我们规定：磁场中某点的磁感应强度B的方向与放在该点的小磁针N极的受力方向一致；与放在该点的小磁针静止后N极的指向一致；故A正确，B不正确；C.为了使用磁感线形象地描述磁场的强弱和方向，规定磁场的方向沿磁感线在该点的切线的方向，故C正确；D.磁感应强度B的方向与放在磁场中该点的通电导线所受安培力的方向垂直，故D错误．答案：AC

2．如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛伦兹力的实验装置，图中虚线是带

电粒子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的有( )

A．A端接的是高压直流电源的正极

B．A端接的是高压直流电源的负极

C．C端是蹄形磁铁的N极

D．C端是蹄形磁铁的S极

解析：A.由图可知，电子是从A端射出，则A端是高压直流电源的负极，故A错误；

B.由图可知，电子是从A端射出，则A端是高压直流电源的负极．故B正确；

C.电子是从A 向B运动，且洛伦兹力向下，则由左手定则可得磁场方向由C向D，故C正确；

D.电子是从A向B运动，且洛伦兹力向下，则由左手定则可得磁场方向由C向D.故D错误．答案：BC

3．如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，平面上一个钉子O固定一根细线，细线的另一端系一带电小球，小球在光滑水平面内绕O做匀速圆周运动．在某时刻细线断开，小球仍然在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法错误的是

( )

A．速率变小，半径变小，周期不变

B．速率不变，半径不变，周期不变

C ．速率变小，半径变大，周期变大

D ．速率不变，半径变小，周期变小

解析：A.线断后，小球只受洛伦兹力作用，由于洛伦兹力不做功，所以小球的速率一定不变，故AC 错误；B.若线断前，线中无拉力，只有洛伦兹力提供向心力，则线断后无影响，小球的轨迹不变，半径不变，周期也不变，故B 正确；D.若线断前，绳中有拉力F 且F －q v B

＝m v 2r 时，线断后q v B ＝m v 2r

，小球做圆周运动的绕行方向发生变化，当F －q v B ＝q v B ，即F ＝2q v B 时，半径、周期都不变；当F －q v B ＞q v B ，即F ＞2q v B 时，半径、周期都变大；当F －q v B ＜q v B ，即F ＜2q v B 时，半径、周期都变小，故D 正确．答案：AC

4．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a 和b 是轨迹上的两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少．下列说法正确的是( )

A ．粒子先经过a 点，再经过b 点

B ．粒子先经过b 点，再经过a 点

C ．粒子带负电

D ．粒子带正电

解析：粒子在云室中运动时，速度逐渐减小，根据r ＝m v qB 可知其

运动轨迹的半径逐渐减小，故粒子运动方向为由a 到b ，故A 正确，B 错误；运动方向由a 到b ，磁场垂直纸面向里，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧，故由左手定则可知该电荷带负电，故C 正确，D 错误．答案：AC

5.质谱仪原理如图所示，a 为粒子加速器，电压为U 1；b 为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B 1，板间距离为d ；c 为偏转分离器，磁感应强度为B 2.今有一质量为m 、电荷量为＋q 的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R 的匀速圆周运动．求：

(1)粒子射出加速器时的速度v 为多少？

(2)速度选择器的电压U 2为多少？

(3)粒子在B 2磁场中做匀速圆周运动的半径R 为多大？

解析：(1)粒子经加速电场U 1加速，获得速度v ，由动能定理得：qU 1＝12

m v 2 解得v ＝2qU 1m

故粒子的速度为：

2qU 1

m (2)在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡得 Eq ＝q v B 1即U 2d q ＝q v B 1

U 2＝B 1d v ＝B 1d 2qU 1m

故速度选择器的电压U 2为：B 1d 2qU 1m

(3)在B 2中作圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有：q v B 2＝m v 2R ，R ＝m v qB 2＝m qB 2

2qU 1

m