1.3节 洛伦兹力的应用 同步训练（word版含答案）

1.3节 洛伦兹力的应用 同步训练
一、单选题
1．（2022·山西晋中·一模）电磁泵是利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力差，从而推动流体运动的一种装置。如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为、在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直于长方体侧面向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在输出电压为U的电源上，则（　　）
A．电源正极应接泵体下表面
B．通过泵体的电流I=σUL1
C．其他条件不变，磁场方向反向，电磁泵仍可以正常工作
D．减小液体的电导率可获得更大的抽液高度h
2．（2020·黑龙江·哈尔滨市第一六二中学校高二期末）带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图，运动中经过b点，oa=ob=d，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感强度B之比为（　　）
A．v0 B．1 C．2v0 D．
3．（2022·海南·高三学业考试）如图所示，在xOy坐标系中，y轴右侧存在垂直纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，磁场右边界线与y轴平行，一束带正电荷的同种粒子从O点沿着x轴正方向以恒定速率进入磁场，粒子从右边界离开磁场时速度方向与x轴成θ角。若撤掉磁场，该种粒子从进入到离开右边界用的时间为t，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则此粒子的比荷为（　　）
A． B． C． D．
4．（2022·江西南昌·一模）如图所示，边长为L的正方形ABCD边界内有垂直纸面向里的匀强磁场B，E为AD上一点，ED= 。完全相同的两个带电粒子a、b以不同速度分别从A、E两点平行AB向右射入磁场，且均从C点射出磁场。已知a粒子在磁场中运动的时间为t，不计粒子的重力和相互作用，则b粒子在磁场中运动的时间为（　　）
A． B． C． D．
5．（2022·山东潍坊·一模）如图所示，正六边形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一带正电粒子以速度从a点沿方向射入磁场，从c点离开磁场；若该粒子以速度从a点沿方向射入磁场，则从d点离开磁场。不计粒子重力，的值为（　　）
A． B． C． D．
6．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，某同学在平面直角坐标系中设置了一个“心”形图线，A点坐标为，C点坐标为，D点与C点关于y轴对称，为使带电粒子沿图线运动，该同学在x轴下方和上方添加了方向垂直纸面向里、磁感应强度大小分别为和的匀强磁场，在O点沿x轴放置很短的绝缘弹性板，粒子撞到板上时，竖直速度反向，水平速度不变。从A点沿与y轴正方向成角的方向向左以速度射入一带电荷量为、质量为m的粒子，不计粒子重力，经过一段时间粒子又回到A点。则与的比值应为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
7．（2022·北京师大附中高二期末）如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带正电粒子从两板正中央垂直电场、磁场入射，它在金属板间运动轨迹如图中曲线所示，则在粒子穿过金属板间区域过程中（　　）
A．受到的静电力方向始终与电场强度方向相同 B．受到的磁场力方向始终与电场强度方向相反
C．静电力对带电粒子做正功 D．磁场力对带电粒子做负功
8．（2021·山东·青岛二中高二期中）回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U。周期为T的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（　　）
A．若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大
B．若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短
C．若磁感应强度B增大，交变电场周期T必须减小才能正常工作
D．不改变磁感应强度B和交变电场周期T，该回旋加速器也能用于加速粒子
9．（2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习）半径分别为R、2R的同心圆将空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，如图所示。其中圆形区域Ⅰ和区域Ⅲ内有垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ磁感应强度为B，区域Ⅲ磁场范围足够大。一个电子从区域Ⅰ边界上的A点以一定速度沿OA方向射入Ⅱ区域，经磁场偏转恰好从区域Ⅰ边界上的B点沿BO方向飞入区域Ⅰ，并恰好能回到A点，AO垂直BO，电子质量为m，电荷量为e，则电子从A点射出到回到A点的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．电子从A点射出时速度大小为
B．电子再次经过A点时速度大小不变，方向改变
C．电子在区域Ⅲ中的运动时间
D．电子在区域Ⅰ中的运动时间为
10．（2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习）如图所示，在坐标系xOy的第四象限内有沿x轴负方向的匀强电场，第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，匀强电场和匀强磁场在图中均未画出。现从点向电场中发射一速度大小v0=4m/s、方向与y轴正方向成θ=60°的带电粒子，该粒子到达x轴上的N点时速度方向垂直于x轴，最终与y轴正方向成θ=60°离开磁场。不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子经过N点时的速度大小为2m/s B．N点的坐标为（2m，0）
C．电场强度与磁感应强度的大小之比为6m/s D．该粒子在电场和磁场中运动的总时间为
11．（2022·辽宁·辽河油田第二高级中学高二开学考试）如图，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，质子和某种粒子从下边界MN上的O点以相同的速度v0沿同一方向射入磁场，发现质子从F点离开磁场，另一粒子从E点离开磁场。已知EF＝2d，FO＝d。不计粒子的重力和相互作用力。下列说法正确的是（　　）
A．从E点飞出的可能是α粒子
B．从E点飞出的可能是氚核
C．两种粒子在磁场中的运动时间相等
D．两种粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角相等
三、填空题
12．（2019·黑龙江·哈尔滨市第一六二中学校高二期中）如图是磁流体发电机的示意图，它的发电原理是：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，于是在金属板A、B上就会聚集电荷，两板间产生电压。则A板的电势比B板的电势_______（填“高”或“低”）。
13．（2022·福建省福州第一中学高二期末）如图所示，真空中，在两个同心圆所夹的环状区域存在（含边界）垂直于纸面向里磁感应强度为B的匀强磁场，两圆的半径分别为R和3R，圆心为O。质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子从大圆边缘的P点沿半径PO方向以不同的速度垂直射入磁场，粒子重力不计；
（1）若粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间t1=_______；
（2）若粒子能进入小圆内部区域，粒子在磁场中运动的速度v2 >________
14．（2022·四川内江·高二期末）如图，在正方形中的区域内，存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，区域内有方向平行的匀强电场（图中未画出）。现有一带电粒子（不计重力）从点沿方向射入磁场，随后经过的中点进入电场，接着从点射出电场区域内的匀强电场的方向由________（选填“指向”或“指向”），粒子在通过点和点的动能之比为________。
四、解答题
15．（2022·广东·高州市长坡中学高二阶段练习）一磁场方向垂直于xOy平面，分布在以O为中心的圆形区域内。质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30 ，P到O的距离为L。不计重力。求磁感强度B和磁场区域的半径R。
16．（2022·全国·高三阶段练习）如图所示，与水平面成角的平面将空间分成I和Ⅱ两个区域，氕核和氘核分别以相同的初动能从平面上的点水平向右射入I区域，I区域只存在方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E。Ⅱ区域只存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。氕核的质量为m，电荷量为，不计氕核和氘核的重力。求：
（1）氕核由点出发到第一刚进Ⅱ区域时的运动时间；
（2）氘核第一次刚进Ⅱ区域时的速度大小；
（3）氕核和氘核第一次刚出Ⅱ区域时的距离。
17．（2022·山东菏泽·一模）如图所示的虚线为正三角形，在正三角形区域的外侧存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，d、e为ab边上的点，，，一重力不计的带负电的粒子（粒子的比荷为k），由e点垂直ab以初速度kBL进入磁场。求：
（1）粒子从射入磁场后到第二次回到ab边所用的时间；
（2）粒子从射入磁场后到第一次以相同的速度回到e点所用的时间；
（3）粒子第一次以相同的速度回到e点瞬间，正三角形区域外侧变成竖直向上的电场，粒子经过在cb延长线上的p点（图中未画出），bp长为2.5L，求电场强度E。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．C
5．C
6．D
7．AC
8．BC
9．CD
10．AC
11．BD
12．低
13．
14． c指向b 5：1
15．，
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
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