课时分层作业(二十一) 洛伦兹力的应用 (时间：40分钟 分值：100分) 一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分) 1．由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质。所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电荷量与正粒子相等但相反，例如反质子即为H，假若使一束质子、反质子、α粒子和反α粒子组成的射线，以相同的速度通过OO′进入匀强磁场B2而形成的4条径迹，则( ) A.1、3是反粒子径迹 B．2、4为反粒子径迹 C．1、2为反粒子径迹 D．4为反α粒子径迹 C [两种反粒子都带负电，根据左手定则可判定带电粒子在磁场中的偏转方向，从而确定1、2为反粒子径迹。故选项C正确。] 2．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直，电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节，下列说法正确的是 ( ) A．仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大 B．仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大 C．仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大 D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大 B [根据公式r＝可得，当仅增大励磁线圈的电流时，磁感应强度变大，所以径迹的半径减小，A错误；当仅提高电子枪加速电压时，由Uq＝mv2得v＝，则电子的速度增大，根据公式r＝可得，径迹的半径增大，B正确；根据公式T＝可得，仅增大励磁线圈的电流时，磁感应强度变大，所以周期变小，C错误；根据公式T＝可得，电子做匀速圆周运动的周期和速度大小无关，D错误。] 3．如图所示，在第Ⅰ象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与x轴成30°角的方向从O点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为( ) A．1∶2 B．2∶1 C．1∶ D．1∶1 B [正、负电子在磁场中运动的轨迹如图所示。正电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为120°，负电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为60°，又正、负电子入射速率相同，故时间之比为2∶1。] 4.(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒。两盒间的狭缝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D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法正确的是( ) A．增大匀强电场的加速电压 B．增大磁场的磁感应强度 C．减小狭缝间的距离 D．增大D形金属盒的半径 BD [由R＝得，若D形盒半径为R，经回旋加速器加速后粒子获得的动能Ek＝，可以看出要增大粒子射出时的动能就要增大磁场的磁感应强度，增大D形金属盒的半径，故B、D正确；增大匀强电场间的加速电压和减小狭缝间的距离都不会改变粒子飞出时的动能，故A、C错误。] 5.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为( ) A． B． C． D． A [如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，圆弧所对应的圆心角由几何知识知为30°，则＝·，即＝，选项A正确。] 6．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，不计重力，下列表述正确的是 ( ) A.M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、 ... ...
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