同步课时精练（三）1.3洛伦兹力的应用（含解析）
文档属性
| 名称 | 同步课时精练（三）1.3洛伦兹力的应用（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-05 21:04:29 | ||
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文档简介
同步课时精练（三）1.3 洛伦兹力的应用（后附解析）
一、单选题
1．下列仪器或设备，在正常工作时不需要利用磁场的是（ ）
A．回旋加速器 B．磁电式电流表
C．磁流体发电机 D．避雷针
2．下列物理学史叙述正确的是（ ）
A．亚里士多德用科学推理论证了重的物体和轻的物体下落一样快
B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量
C．牛顿提出行星运动三大定律
D．洛仑兹发明的回旋加速器能在实验室中获得大量的高能粒子
3．甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪的结构示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中增大交变电场的电压可以增大粒子的最大动能
B．图乙中可以判断出A极板比B极板电势高
C．图丙中粒子沿PQ向右直线运动的条件是
D．一串未知粒子束进入图丁装置，磁场中半径相同的粒子对应质量也一定相等
4．如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，忽略粒子在电场中的运动时间，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子射出时的最大动能与D形金属盒的半径无关
B．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大
C．若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间将减少
D．若增大磁感应强度B，为保证粒子总被加速，必须减小周期性变化电场的频率
5．如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U，已知自由电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．导体的M面比N面电势高
B．导体单位体积内的自由电子数为
C．导体中自由电子定向移动的速度为
D．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
6．竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接负极，在电容器中加匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直，在图中垂直纸面向里、从A板中点C的小孔入射一批带正电的微粒，入射的速度大小，方向各不相同（入射速度方向与电场方向夹角小于90o），考虑微粒受重力，微粒在平行板AB间的运动过程中（ ）
A．所有微粒的动能都将增加 B．所有微粒的机械能都将不变
C．有的微粒可能做匀速直线运动 D．有的微粒可能做匀速圆周运动
7．如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知OM=a，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（ ）
A．粒子带正电荷
B．粒子速度大小为
C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a
D．N与O点相距
8．质子刀治疗是世界最先进的肿瘤放射治疗技术，其原理是电场对质子进行加速，当达到一定能量后，用质子束照射肿瘤，杀死肿瘤细胞。近日由中国科学院合肥物质科学研究院自主研制的最紧凑型超导回旋质子治疗系统加速器研制成功。该回旋加速器中加速电场场强达到国际最高应用水平，加速器中磁场的磁感应强度达到最高，引出的质子具有的能量，实现高能量级超导回旋加速器关键技术突破。已知两D形盒间距为，质子电量为，质子质量约为。则下列说法正确的是（ ）
A．加速电场为恒定电场
B．质子在电场中加速的时间约为
C．回旋加速器的D形盒的内半径最接近
D．回旋加速器的D形盒的内半径最接近
9．如图所示为质谱仪的工作原理图，它由加速电场、速度选择器磁场方向垂直纸面和偏转磁场构成。四种电荷量相等、电性相同、质量不同的粒子a、b、c、d由O点处的粒子源以一定的初速度竖直向下进入加速电场，他们的初速度大小关系为：，四种粒子经过一段时间到达图中不同的位置，粒子的重力以及粒子间的相互作用均不计。则下列说法正确的是（ ）
A．速度选择器中磁场的方向垂直纸面向里
B．在速度选择器中，粒子a的速度小于粒子c的速度
C．粒子d的质量大于粒子c的质量
D．粒子a的质量大于粒子b的质量
二、多选题
10．如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从直线N上的O点以速度v竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（ ）
A．轨道半径为 B．轨道半径为
C．时间为 D．时间为
11．如图所示，重力不计的带电粒子以某一速度从两平行金属板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中，做匀速直线运动。若粒子进入场区的水平速度增大，但粒子仍能穿越该区域，则（ ）
A．粒子一定向下偏转 B．粒子可能带正电
C．粒子的速度越来越小 D．粒子仍做直线运动
12．如图所示，在粗糙绝缘的水平面上方有水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。带正电的小球从水平面上点以初速度开始向右运动，到达点时速度为零。设带电小球质量为、电量为，电场强度大小为，磁感应强度大小为，小球与水平面间的动摩擦因数为，，重力加速度为。则关于这一过程下列说法正确的是（ ）
A．在点的加速度大小是
B．小球运动的加速度逐渐减小
C．因摩擦产生的热能等于
D．电场力做的功为
三、解答题
13．如图所示，一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直，且平行于矩形空间的其中一边，矩形空间边长为和，电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过，求：
（1）电子在磁场中的飞行时间？
（2）电子的荷质比。
14．一个质量为、电荷量为的粒子，从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打在照相底片上。求：
（1）求粒子进入磁场时的速率。
（2）求P点距S2的距离。
15．如图所示，在x轴下方存在着正交的电场与磁场，电场沿x轴正方向，电场强度E1 = 20N/C，磁场垂直纸面向里，磁感应强度B1 = 5T。一个质量m = 3g，带电荷量q = 2 × 10－3C的带电小球自y轴上的M点沿直线匀速运动到x轴上的N点，且已知OM = 4m。在x轴上方存在正交的电场E2与磁场B2（图中均未画出），小球在x轴上方做圆周运动，恰好与y轴相切，运动轨迹如图所示。（g = 10m/s2，sin37° = 0.6），试求：
（1）小球运动的速率v；
（2）电场E2的大小与方向；
（3）磁场B2的大小与方向。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
解析：A．回旋加速器中粒子做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，所以正常工作时需要磁场，故A不符合题意；
B．磁电式电流表的基本原理是通电线圈在磁场中会受到力的作用，所以正常工作时需要磁场，故B不符合题意；
C．磁流体发电机工作时，等离子体受到洛伦兹力作用而向两极板偏转，所以在正常工作时需要利用磁场，故C不符合题意；
D．避雷针的原理是尖端放电，正常工作时不需要利用磁场，故D符合题意。
答案：D。
2．B
解析：A．伽利略用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快，故A错误；
B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量，故B正确；
C．开普勒提出行星运动三大定律，故C错误；
D．劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子，故D错误；
答案：B。
3．C
解析：A．当粒子在磁场中的半径等于D型盒半径时，粒子的速度最大，动能最大，则有
解得最大速度为
最大动能为
可知粒子的最大动能与交变电场的电压无关，故A错误；
B．由图乙，根据左手定则可知，带正电离子向B板偏转，则A极板比B极板电势低，故B错误；
C．根据受力平衡可知
解得
可知图丙中粒子沿PQ向右直线运动的条件是，故C正确；
D．离子经过加速电场，根据动能定理可得
解得
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
一串未知粒子束进入图丁装置，磁场中半径相同的粒子对应比荷相同，但质量不一定相等，故D错误。
答案：C。
4．C
解析：AB．粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得
解得
粒子获得的最大动能为
粒子获得的最大速度与加速电压无关，与D型盒的半径R和磁感应强度B有关，故AB错误；
C．粒子做圆周运动的周期
对粒子由动能定理得
加速次数
粒子在回旋加速器中运动的时间
增大加速电压U，粒子在回旋加速器中运动的时间将减少，故C正确；
D．若增大磁感应强度B，根据可知，周期减小，为保证粒子总被加速，必须减小周期性变化电场的周期，即增大周期性变化电场的频率，故D错误。
答案：C。
5．C
解析：A．如图，电流方向向右，电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向上，则M积累了电子，MN之间产生向上的电场，所以M板比N板电势低，故A错误；
BC．电流的微观表达式是
则导体单位体积内的自由电子数
代入得
故B错误，C正确；
D．由表达式变形得
电压表示数仅由磁感应强度大小，横截面厚度以及自由电子定向移动的速度决定，与导体单位体积内自由电子数无关，故D错误。
答案：C。
6．C
解析：AC．如果微粒的速度斜向右上方，则洛伦兹力斜向左上方，和重力、电场力合力可能为0，粒子的速度不变，洛伦兹力也不变，可以做匀速直线运动，动能不变，故A错误，C正确；
B．微粒进入场区电场力要做功，机械能要发生改变，故B错误；
D．每个带电微粒进入场区都受向下的重力和向右的电场力，洛伦兹力的方向由速度决定，由于电场力不能和重力平衡，所以不会做匀速圆周运动，故D错误。
答案：C。
7．D
解析：A．粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A错误；
BC．粒子运动的轨迹如图
由于速度方向与y轴正方向的夹角，根据几何关系可知
，
则粒子运动的轨道半径为
洛伦兹力提供向心力
解得
BC错误；
D．与点的距离为
D正确。
答案：D。
8．C
解析：A．每次经过电场，电场方向反向，是变化的电场，A错误；
B．在电场中做匀加速直线运动，根据
解得
B错误；
CD．根据
解得
D错误C正确。
答案：C。
9．C
解析：A．由粒子c，d在磁场中的偏转方向结合左手定则可知，粒子一定带正电；由于粒子c，d在速度选择器中的运动轨迹为直线，则粒子c、d在速度选择器中做匀速直线运动，由平衡条件可得
因此粒子c、d在速度选择器中的速度大小相等，又左极板带正电，则速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B．由粒子a，b在速度选择器中的偏转方向可知，粒子a所受的洛伦兹力大于电场力，粒子c所受的洛伦兹力等于电场力，粒子a的速度大于粒子c的速度，选项B错误；
C．粒子c、d在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，由
解得
由图可知粒子c的轨迹半径小于粒子d的轨迹半径，两粒子的速度又相等，所以粒子d的质量大于粒子c的质量，选项C正确；
D．在速度选择器中，因b受洛伦兹力小于电场力，a受洛伦兹力大于电场力，可知
粒子在加速电场中运动时，有
可得
又因为粒子a，b的初速度，所以粒子a的质量小于粒子b的质量，故D错误。
答案：C。
10．AC
解析：粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力
解得
运动了半周，则运动时间
答案：AC。
11．BC
解析：AB．无论粒子电性如何，只要其速度大小满足都可以沿直线通过场区。当粒子带正电时，粒子所受洛伦兹力向上，若粒子进入场区的水平速度增大，则洛伦兹力增大，粒子会向上偏转，故A错误，B正确；
CD．无论粒子电性如何，粒子沿直线运动时其所受电场力与洛伦兹力方向一定相反，当粒子进入场区的水平速度增大时，粒子所受洛伦兹力增大，粒子一定会向电场力的反方向偏转，则电场力对粒子做负功，粒子的速度越来越小，故C正确，D错误。
答案：BC。
12．BD
解析：A．由左手定则可知，小球在P点受到的洛伦兹力竖直向下，大小为
小球所受摩擦力为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
故A错误；
B．由题意可知从点到点做减速运动，随着速度减小，洛伦兹力减小，则摩擦力减小，由A选项可知，小球运动的加速度逐渐减小，故B正确；
CD．电场力对小球所做的功
对小球由动能定理得
解得
所以因摩擦产生的热能等于，故D正确，C错误。
答案：BD。
13．（1）；（2）
解析：（1）根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示
由几何关系有
解得
设圆心角为θ，则有
解得
电子在磁场中的飞行时间为
（2）根据题意，由牛顿第二定律有
解得
14．（1）；（2）s=
解析：(1)由动能定理得
解得
(2)根据
得
P点距S2的距离
s=2r=
15．（1）5m/s；（2）15N/C，沿y轴正方向；（3）4.5T，垂直纸面向里
解析：（1）小球从M向N做匀速直线运动，可知小球所受合外力为零，对小球受力分析如图，受到重力、电场力和洛伦兹力作用
由小球的受力可知小球带正电，有
洛伦兹力的大小与电场力和重力的合力大小相等，有
解得
v = 5m/s
（2）小球x轴上方做匀速圆周运动如图所示
可知电场力与重力平衡，所以有
因小球带正电，所以E2方向沿y轴正方向。
（3）设小球在x轴上方做匀速圆周运动的半径为R，由几何关系可得
Rsin53°＋R = ON
则
ON = OMtan37°
解得
R = m
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第二定律有
得
B2 = 4.5T
因小球带正电，由左手定则可知磁感应强度B2的方向垂直纸面向里。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．下列仪器或设备，在正常工作时不需要利用磁场的是（ ）
A．回旋加速器 B．磁电式电流表
C．磁流体发电机 D．避雷针
2．下列物理学史叙述正确的是（ ）
A．亚里士多德用科学推理论证了重的物体和轻的物体下落一样快
B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量
C．牛顿提出行星运动三大定律
D．洛仑兹发明的回旋加速器能在实验室中获得大量的高能粒子
3．甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪的结构示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中增大交变电场的电压可以增大粒子的最大动能
B．图乙中可以判断出A极板比B极板电势高
C．图丙中粒子沿PQ向右直线运动的条件是
D．一串未知粒子束进入图丁装置，磁场中半径相同的粒子对应质量也一定相等
4．如图所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，忽略粒子在电场中的运动时间，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子射出时的最大动能与D形金属盒的半径无关
B．加速电压越大，粒子最终射出时获得的动能就越大
C．若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间将减少
D．若增大磁感应强度B，为保证粒子总被加速，必须减小周期性变化电场的频率
5．如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U，已知自由电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．导体的M面比N面电势高
B．导体单位体积内的自由电子数为
C．导体中自由电子定向移动的速度为
D．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
6．竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接负极，在电容器中加匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直，在图中垂直纸面向里、从A板中点C的小孔入射一批带正电的微粒，入射的速度大小，方向各不相同（入射速度方向与电场方向夹角小于90o），考虑微粒受重力，微粒在平行板AB间的运动过程中（ ）
A．所有微粒的动能都将增加 B．所有微粒的机械能都将不变
C．有的微粒可能做匀速直线运动 D．有的微粒可能做匀速圆周运动
7．如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知OM=a，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（ ）
A．粒子带正电荷
B．粒子速度大小为
C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a
D．N与O点相距
8．质子刀治疗是世界最先进的肿瘤放射治疗技术，其原理是电场对质子进行加速，当达到一定能量后，用质子束照射肿瘤，杀死肿瘤细胞。近日由中国科学院合肥物质科学研究院自主研制的最紧凑型超导回旋质子治疗系统加速器研制成功。该回旋加速器中加速电场场强达到国际最高应用水平，加速器中磁场的磁感应强度达到最高，引出的质子具有的能量，实现高能量级超导回旋加速器关键技术突破。已知两D形盒间距为，质子电量为，质子质量约为。则下列说法正确的是（ ）
A．加速电场为恒定电场
B．质子在电场中加速的时间约为
C．回旋加速器的D形盒的内半径最接近
D．回旋加速器的D形盒的内半径最接近
9．如图所示为质谱仪的工作原理图，它由加速电场、速度选择器磁场方向垂直纸面和偏转磁场构成。四种电荷量相等、电性相同、质量不同的粒子a、b、c、d由O点处的粒子源以一定的初速度竖直向下进入加速电场，他们的初速度大小关系为：，四种粒子经过一段时间到达图中不同的位置，粒子的重力以及粒子间的相互作用均不计。则下列说法正确的是（ ）
A．速度选择器中磁场的方向垂直纸面向里
B．在速度选择器中，粒子a的速度小于粒子c的速度
C．粒子d的质量大于粒子c的质量
D．粒子a的质量大于粒子b的质量
二、多选题
10．如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从直线N上的O点以速度v竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（ ）
A．轨道半径为 B．轨道半径为
C．时间为 D．时间为
11．如图所示，重力不计的带电粒子以某一速度从两平行金属板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中，做匀速直线运动。若粒子进入场区的水平速度增大，但粒子仍能穿越该区域，则（ ）
A．粒子一定向下偏转 B．粒子可能带正电
C．粒子的速度越来越小 D．粒子仍做直线运动
12．如图所示，在粗糙绝缘的水平面上方有水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。带正电的小球从水平面上点以初速度开始向右运动，到达点时速度为零。设带电小球质量为、电量为，电场强度大小为，磁感应强度大小为，小球与水平面间的动摩擦因数为，，重力加速度为。则关于这一过程下列说法正确的是（ ）
A．在点的加速度大小是
B．小球运动的加速度逐渐减小
C．因摩擦产生的热能等于
D．电场力做的功为
三、解答题
13．如图所示，一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直，且平行于矩形空间的其中一边，矩形空间边长为和，电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过，求：
（1）电子在磁场中的飞行时间？
（2）电子的荷质比。
14．一个质量为、电荷量为的粒子，从容器下方的小孔飘入电势差为的加速电场，其初速度几乎为零，然后经过沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打在照相底片上。求：
（1）求粒子进入磁场时的速率。
（2）求P点距S2的距离。
15．如图所示，在x轴下方存在着正交的电场与磁场，电场沿x轴正方向，电场强度E1 = 20N/C，磁场垂直纸面向里，磁感应强度B1 = 5T。一个质量m = 3g，带电荷量q = 2 × 10－3C的带电小球自y轴上的M点沿直线匀速运动到x轴上的N点，且已知OM = 4m。在x轴上方存在正交的电场E2与磁场B2（图中均未画出），小球在x轴上方做圆周运动，恰好与y轴相切，运动轨迹如图所示。（g = 10m/s2，sin37° = 0.6），试求：
（1）小球运动的速率v；
（2）电场E2的大小与方向；
（3）磁场B2的大小与方向。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
解析：A．回旋加速器中粒子做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，所以正常工作时需要磁场，故A不符合题意；
B．磁电式电流表的基本原理是通电线圈在磁场中会受到力的作用，所以正常工作时需要磁场，故B不符合题意；
C．磁流体发电机工作时，等离子体受到洛伦兹力作用而向两极板偏转，所以在正常工作时需要利用磁场，故C不符合题意；
D．避雷针的原理是尖端放电，正常工作时不需要利用磁场，故D符合题意。
答案：D。
2．B
解析：A．伽利略用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快，故A错误；
B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量，故B正确；
C．开普勒提出行星运动三大定律，故C错误；
D．劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子，故D错误；
答案：B。
3．C
解析：A．当粒子在磁场中的半径等于D型盒半径时，粒子的速度最大，动能最大，则有
解得最大速度为
最大动能为
可知粒子的最大动能与交变电场的电压无关，故A错误；
B．由图乙，根据左手定则可知，带正电离子向B板偏转，则A极板比B极板电势低，故B错误；
C．根据受力平衡可知
解得
可知图丙中粒子沿PQ向右直线运动的条件是，故C正确；
D．离子经过加速电场，根据动能定理可得
解得
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
一串未知粒子束进入图丁装置，磁场中半径相同的粒子对应比荷相同，但质量不一定相等，故D错误。
答案：C。
4．C
解析：AB．粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得
解得
粒子获得的最大动能为
粒子获得的最大速度与加速电压无关，与D型盒的半径R和磁感应强度B有关，故AB错误；
C．粒子做圆周运动的周期
对粒子由动能定理得
加速次数
粒子在回旋加速器中运动的时间
增大加速电压U，粒子在回旋加速器中运动的时间将减少，故C正确；
D．若增大磁感应强度B，根据可知，周期减小，为保证粒子总被加速，必须减小周期性变化电场的周期，即增大周期性变化电场的频率，故D错误。
答案：C。
5．C
解析：A．如图，电流方向向右，电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向上，则M积累了电子，MN之间产生向上的电场，所以M板比N板电势低，故A错误；
BC．电流的微观表达式是
则导体单位体积内的自由电子数
代入得
故B错误，C正确；
D．由表达式变形得
电压表示数仅由磁感应强度大小，横截面厚度以及自由电子定向移动的速度决定，与导体单位体积内自由电子数无关，故D错误。
答案：C。
6．C
解析：AC．如果微粒的速度斜向右上方，则洛伦兹力斜向左上方，和重力、电场力合力可能为0，粒子的速度不变，洛伦兹力也不变，可以做匀速直线运动，动能不变，故A错误，C正确；
B．微粒进入场区电场力要做功，机械能要发生改变，故B错误；
D．每个带电微粒进入场区都受向下的重力和向右的电场力，洛伦兹力的方向由速度决定，由于电场力不能和重力平衡，所以不会做匀速圆周运动，故D错误。
答案：C。
7．D
解析：A．粒子向下偏转，根据左手定则判断洛伦兹力，可知粒子带负电，A错误；
BC．粒子运动的轨迹如图
由于速度方向与y轴正方向的夹角，根据几何关系可知
，
则粒子运动的轨道半径为
洛伦兹力提供向心力
解得
BC错误；
D．与点的距离为
D正确。
答案：D。
8．C
解析：A．每次经过电场，电场方向反向，是变化的电场，A错误；
B．在电场中做匀加速直线运动，根据
解得
B错误；
CD．根据
解得
D错误C正确。
答案：C。
9．C
解析：A．由粒子c，d在磁场中的偏转方向结合左手定则可知，粒子一定带正电；由于粒子c，d在速度选择器中的运动轨迹为直线，则粒子c、d在速度选择器中做匀速直线运动，由平衡条件可得
因此粒子c、d在速度选择器中的速度大小相等，又左极板带正电，则速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B．由粒子a，b在速度选择器中的偏转方向可知，粒子a所受的洛伦兹力大于电场力，粒子c所受的洛伦兹力等于电场力，粒子a的速度大于粒子c的速度，选项B错误；
C．粒子c、d在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，由
解得
由图可知粒子c的轨迹半径小于粒子d的轨迹半径，两粒子的速度又相等，所以粒子d的质量大于粒子c的质量，选项C正确；
D．在速度选择器中，因b受洛伦兹力小于电场力，a受洛伦兹力大于电场力，可知
粒子在加速电场中运动时，有
可得
又因为粒子a，b的初速度，所以粒子a的质量小于粒子b的质量，故D错误。
答案：C。
10．AC
解析：粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力
解得
运动了半周，则运动时间
答案：AC。
11．BC
解析：AB．无论粒子电性如何，只要其速度大小满足都可以沿直线通过场区。当粒子带正电时，粒子所受洛伦兹力向上，若粒子进入场区的水平速度增大，则洛伦兹力增大，粒子会向上偏转，故A错误，B正确；
CD．无论粒子电性如何，粒子沿直线运动时其所受电场力与洛伦兹力方向一定相反，当粒子进入场区的水平速度增大时，粒子所受洛伦兹力增大，粒子一定会向电场力的反方向偏转，则电场力对粒子做负功，粒子的速度越来越小，故C正确，D错误。
答案：BC。
12．BD
解析：A．由左手定则可知，小球在P点受到的洛伦兹力竖直向下，大小为
小球所受摩擦力为
根据牛顿第二定律可得
联立解得
故A错误；
B．由题意可知从点到点做减速运动，随着速度减小，洛伦兹力减小，则摩擦力减小，由A选项可知，小球运动的加速度逐渐减小，故B正确；
CD．电场力对小球所做的功
对小球由动能定理得
解得
所以因摩擦产生的热能等于，故D正确，C错误。
答案：BD。
13．（1）；（2）
解析：（1）根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示
由几何关系有
解得
设圆心角为θ，则有
解得
电子在磁场中的飞行时间为
（2）根据题意，由牛顿第二定律有
解得
14．（1）；（2）s=
解析：(1)由动能定理得
解得
(2)根据
得
P点距S2的距离
s=2r=
15．（1）5m/s；（2）15N/C，沿y轴正方向；（3）4.5T，垂直纸面向里
解析：（1）小球从M向N做匀速直线运动，可知小球所受合外力为零，对小球受力分析如图，受到重力、电场力和洛伦兹力作用
由小球的受力可知小球带正电，有
洛伦兹力的大小与电场力和重力的合力大小相等，有
解得
v = 5m/s
（2）小球x轴上方做匀速圆周运动如图所示
可知电场力与重力平衡，所以有
因小球带正电，所以E2方向沿y轴正方向。
（3）设小球在x轴上方做匀速圆周运动的半径为R，由几何关系可得
Rsin53°＋R = ON
则
ON = OMtan37°
解得
R = m
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第二定律有
得
B2 = 4.5T
因小球带正电，由左手定则可知磁感应强度B2的方向垂直纸面向里。
答案第1页，共2页
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