2 第一章 第2单元 带电粒子在匀强磁场中的运动 质谱仪与回旋加速器-【百汇大课堂·物理学习测试卷】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

代入数据解得v=5.0ms 大小为F=kIiL(上一上)，因此MN分别通以大小为 rI r2 由qB=mg cos I1和I2的电流时，线圈受到的安培力F1与F2大小 解得B=1.0T 之比为 小球射入圆弧轨道的瞬间，由牛顿第二定律得 F1:F2=I1:12o (3)设轻质绝缘细线的最大张力为Tm。两细线恰好断 FN十qoB-mg=mR 裂时，线圈受到的安培力合力的方向一定向下，设合力 代入数据解得Fv=3.2×10-3N 大小为F3。由题设条件有：2T0=G,2Tm一F3=G 由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力大小 细线断裂瞬间：Fa十G=ma,其中m=G FN'=Fv=3.2×10-3N。 g 17.答案：(1)0.20A由c到d(2)0.15N(3)0.071N 装立等得：工-公。 解析：(1)要使悬线中的张力为零，导线cd受到的安培 第2单元带电粒子在匀强磁场中的运动 力必须与重力平衡，由F1=BI1l,F1=mg 质谱仪与回旋加速器 e1-0-80A-0.20A 1.D 解析：由如B=m,解得一咒老子在句强磁场 由左手定则可判定cd中的电流方向为由c到d。 (2)根据题意，由左手定则可判定此时cd受到竖直向 中运对的用期了--密环彩电沈1一号一温 下的安培力，当cd静止时，有mg十B2I2l=2FT所以 可见，I与q2成正比，与v无关，与B成正比，与m成反 F7=mg+B,1_0.01X10+L.0x0.40x0.50N= 比。D正确，A、B、C错误。 2 2 2.A解析：电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r= 0.15N。 (3)根据题意，通电导线cd的受力分析如图所示，这时 器月球上因个位置的电子的m,9、0相等，则半径r的 cd受到的安培力大小为F3=B3cos30°I3l 大小与磁感应强度B的大小成反比。由题图可知，A 所以F=4B×B 对应的电子运动轨迹半径最小，所处位置的磁感应强度 3×2×0.10×0.50N=0.10N=mg 最大，磁场最强，A正确，B、C、D错误。 又因F3与B3垂直，因此F合与mg的夹角为459 3.D解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提 所以悬线中的张力FT'满足2FT'=2 ngcos45° 供向心力，根据牛顿第二定律，有qB=m,又粒子动 解得Fr'=mgcos45°=0.071N。 能一合m,联立可得氏-，由题寒可知A 1 2F 粒子和B粒子的电荷量之比为2：1，故A粒子和B粒 4122B2 2m1 d EkA二 mg 子的动能之比为E8产B 4m2,D正确，A,B.C 21m2 18.答案：(1)ab边所受安培力的方向向上，cd边所受安培 错误。 力的方向向下(2)1：上2(3)。 4.A解析：根据左手定则，可知粒子带正电，故C、D错 解析：(1)当MN通以大小为I1、方向向左的电流时， 误：根器带电粒子在磁场中运动的半径，一侣可知1 由安培定则可判断出直线电流I1在其下方产生的磁 场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断出ab边所受 =2-器又=言m,联之得1√11 安培力的方向向上，d边所受安培力的方向向下。 越大，粒子的质量与电荷量之比越大，A正确，B错误。 (2)设线圈中的电流为i,r1、r2分别为ab、cd与MN的 5.D解析：若要正常观察电子径迹，则电子需要受到向 间距，L为ab、cd的长度。 上的洛伦兹力，根据左手定则可知，玻璃泡内的磁场方 当MN中通以大小为I的电流时，线圈受到的安培力 向应垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可知，励磁线圈 中的电流方向应为顺时针，A错误；电子在磁场中运动， 8.A解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提 由洛伦装力提侯自心力，则B=m二，可得一B而 供向心力B=m,解得，一眉，结合表格中数据可 电子进入磁场时的速度满足U=?m2,即U不变，则 得1、2、3号粒子的半径比依次为2：3：2，说明2号粒 子的半径最大，由图可知该粒子在b处进入的磁场，根 v不变，由于m、e不变，而当I增大时，B增大，故半径 据左手定则可知，a处粒子的电性与b处粒子的电性相 减小，B错误：因为T-2-2,所以电子运动的周 同，c处粒子的电性与b处粒子的电性相反，故a处粒子 期与U无关，当减小电流I时，线圈产生的磁场的磁感 对应的是图表中的3号，c处粒子对应的是图表中的 应强度B也减小，电子运动的周期T增大，同理，当保 1号。 持电流I不变时，电子运动的周期T不变，C错误，D 9.AC解析：粒子运动一周，加速电压方向改变两次，加 正确。 速电压U变化的周期等于粒子的运动周期，故A正确； 6.D解析：小球受到水平向左的静电力和竖直向下的重 粒子射出磁场时，根据洛伦兹力提供向心力，有Bqo= 力，二力大小相等，故二力的合力方向与水平方向成45 ,且