2013【三维设计】高二物理鲁科版选修3-1教师用书：课下作业（全套66份）

1.如图6－5所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上放一个质量为m的金属导体棒。当S闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，下面图6－6中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是(　　) 图6－5 图6－6 解析：四种情况的受力分别如图所示，A、C有可能平衡，D中如果重力与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力，可以平衡，B中合外力不可能为零。 答案：B 2．如图6－7所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正方向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求： 图6－7 (1)该粒子的比荷； (2)粒子在磁场中运动的时间t。 解析：带电粒子射入磁场后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于带电粒子从磁场边缘射入，它在磁场中的轨迹不可能是整圆。由偏转方向可知，最后粒子从x轴负方向上某处离开磁场，其运动轨迹如图所示。 (1)由qv0B＝ 解得R＝ 已知OA＝L，圆心必在OA的中垂线上。由几何关系知： sin θ＝ 解得粒子的比荷为。 ＝ (2)粒子在磁场中运动的圆心角为2π－2θ， 则运动时间t＝。 ，解得t＝T，周期T＝ 答案：(1)　(2) $$ 一、选择题(本题共9小题，每小题7分，共63分，每小题至少有一个选项符合题意，多选、错选不得分，选对但选不全得4分) 1．下列显示设备中利用了磁场对电荷的作用力的是(　　) A．电视机显像管　　　　　　 B．示波器 C．液晶显示器 D．普通电脑显示器 解析：电视机显像管、普通电脑显示器工作原理都是利用磁场使电子束偏转后打到荧光屏上发光的，故A、D对。示波器的示波管的工作原理是利用了电场对电子束的偏转工作的，故B错。液晶显示器是利用了液晶的特性显示信息，故C错。 答案：AD 2．关于通电直导线所受安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是(　　) A．F、B、I三者必保持垂直 B．F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I C．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I D．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 解析：由左手定则知，安培力的方向总是既垂直于磁场方向又垂直于电流方向(即安培力垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面)，但磁场方向不一定总垂直于电流方向。故选B。 答案：B 3.如图1所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑的绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是(　　) 图1 A．都绕圆柱转动 B．以不等的加速度相向运动 C．以相等的加速度相向运动 D．以相等的加速度背向运动 解析：同向环形电流间相互吸引，虽两电流大小不等，但据牛顿第三定律知两线圈相互作用力必大小相等，所以选C项。 答案：C 4．如图2所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t。在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速 图2 度方向偏转 。根据上述条件可求的物理量为(　　) A．带电粒子的比荷 B．带电粒子的初速度 C．带电粒子在磁场中运动的周期 D．带电粒子在磁场中运动的半径 解析：设磁场区域半径为R，不加磁场时，带电粒子速度的表达式为v＝t。由此可知正确选项为A、C。 ＝π＝，周期T＝＝　③；由以上三式可得R＝R　②；由粒子在磁场中运动的轨道半径公式可得＝　①；由题中图可知带电粒子在磁场中运动半径r＝ 答案：AC 5．用同一回旋加速器分别对质子(H)加速后，则(　　) H)和氘核( A．质子获得的动能大 B．氘核获得的动能大 C．两种粒子获得的动能一样大 D．无法确定 解析：因qvB＝m① 又Ek＝mv2② 故Ek＝ 所以Ek∝，故A正确。 答案：A 6．(2012·泰州高二检测)如图3所示的天平可用来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质 图3 量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知(　　) A．磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为 B．磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为 C．磁感应强度的方向垂直于纸面向外，大小为 D．磁感应强度的方向垂直于纸面向外，大小为 解析：由题可知，当电流方向改为反向时，右边再加砝码天平才能重新平衡。由此可知，电流反向后，安培力由向下改为向上，所以磁场方向垂直于纸面向里