1.3（习题）洛伦兹力的应用【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第二册）

第3节　洛伦兹力的应用　　　　　　　　　 1．磁偏转显像管是利用电子束受磁场作用力发生偏转的原理来实现的。如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能的原因是(　　) A．电子枪发射能力减弱，电子数减少 B．加速电场的电压过低，电子速率偏小 C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少 D．偏转线圈电流过大，偏转磁场增强 2．如图是磁偏转显像管的原理示意图。以垂直纸面向里的磁场方向为正方向，下列变化的磁场能够使电子束打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点的是(　　) 3. 质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量。其工作原理如图所示。虚线为某粒子运动轨迹，由图可知(　　) A.此粒子带负电 B．下极板S2比上极板S1电势高 C．若只减小加速电压U，则半径r变大 D．若只减小入射粒子的质量，则半径r变小 4. (多选)质量不同，带电量相同的粒子从容器A下方的小孔S1飘入（初速度几乎为零）电势差为U的加速电场，然后经过S2沿着垂直磁感应强度为B的匀强磁场的方向进入磁场中，偏转后打在照相底片D上，如图所示。忽略运动过程中粒子之间的相互作用，下列说法正确的是(　　) A.这些粒子经过S2时的动能相同 B．这些粒子经过S2时的速率相同 C．这些粒子在磁场中运动的轨道半径与质量成正比 D．这些粒子在磁场中运动的时间与质量成正比 5．(多选)如图所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m，电荷量为q的质子，质子每次经过电场区时，都恰好在电压为U时被加速，且电场可视为匀强电场，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出。下列说法正确的是(　　) A．D形盒半径R、磁感应强度B不变，加速电压U越高，质子的能量E将越大 B．磁感应强度B不变，若加速电压U不变，D形盒半径R越大，质子的能量E将越大 C．D形盒半径R、磁感应强度B不变，加速电压U越高，质子在加速器中的运动时间将越长 D．D形盒半径R、磁感应强度B不变，加速电压U越高，质子在加速器中的运动时间将越短 6．(多选)回旋加速器原理如图所示，由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是(　　) A.粒子从加速器的中心附近进入加速器 B．粒子从加速器的边缘进入加速器 C．粒子从磁场中获得能量 D．粒子从电场中获得能量 7．(多选)如图所示是医用回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。现分别加速氘核()和氦核()。下列说法中正确的是(　　) A．氘核()的最大速度较大 B．它们在D形盒内运动的周期相等 C．氦核()的最大动能较大 D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 8. 如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D形金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。下列说法正确的是(　　) A.粒子从磁场中获得能量 B．粒子被电场加速后，运动越来越快，走过半圆的时间越来越短 C．D形盒的半径R越大，粒子离开回旋加速器时最大动能越小 D．粒子第2次和第3次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶ 9. 如图所示为显像管工作原理示意图，阴极K发射的电子束(初速度不计)经电压为U的电场加速后，进入一圆形区域，圆形区域中心为O，半径为r，荧光屏MN到中心O的距离为L，当圆形区域内不加磁场时，电子束将通过O点垂直打到屏幕的中心P点。当圆形区域内加一垂直于圆面向里的磁感应强度为B的匀强磁场时电子束打在荧光屏上的Q点(图中未标出)，PQ的长度为L。不计电子之间的相互作用及所受的重力。求： (1)电子的比荷； (2)电子在磁场中运动的时间。 10．如图为质谱仪的结构示意图，由加速电场、速度选择器、偏转磁场三部分组成。一个质量为m，电荷量为q的粒子从加速电场的正极板附近由静止释放，沿直线运动，经速度选择器后由P点垂直射入磁感应强度为B0的匀强磁场，最后垂直打在位于A1A2间的照相底片上的P′点。已知PP′间的距离为L，速度选择器中的匀强电场的场强大小为E，不计粒子重力。求： (1)速度选择器中的磁场B的方向和大小； (2)加速电场的电压U。 11.质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看成零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x。 (1)设离子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B，求x的大小。 (2)氢的三种同位素、、从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？ 12. 回旋加速器是用来加速