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“四翼”检测评价(二) 洛伦兹力
A组—重基础·体现综合
1.高大建筑上都有竖立的避雷针,用以把聚集在云层中的电荷导入大地。在赤道某地两建筑上空,有一团带负电荷的乌云经过其正上方时,发生放电现象,如图所示。则此过程中地磁场对避雷针的作用力的方向是( )
A.向东 B.向南
C.向西 D.向北
解析:选C 当带有负电荷的乌云经过避雷针上方时,避雷针开始放电形成瞬间电流,负电荷从上而下通过避雷针,所以电流的方向为从下而上,磁场的方向从南向北,根据左手定则,安培力的方向向西,C正确。
2.如图所示,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将( )
A.沿路径a运动,轨迹是圆
B.沿路径a运动,轨迹半径越来越大
C.沿路径a运动,轨迹半径越来越小
D.沿路径b运动,轨迹半径越来越小
解析:选B 由安培定则及左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲,又由r=知,B减小,r越来越大,故电子的径迹是a,B正确,A、C、D错误。
3.(2022·泉州高二检测)有三束粒子,分别是质子(11H)、氚核(13H)和α粒子(24He),如果它们均以相同的速度垂直射入匀强磁场(磁场方向垂直于纸面向里),图中能正确表示这三束粒子的运动轨迹的是( )
解析:选C 由粒子在磁场中运动的半径r=可知,质子、氚核、α粒子轨迹半径之比r1∶r2∶r3=∶∶=∶∶=1∶3∶2,所以三种粒子的轨迹半径应该是质子最小、氚核最大,C正确。
4.带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下列说法正确的是( )
A.油滴必带正电荷,电荷量为
B.油滴必带正电荷,比荷=
C.油滴必带负电荷,电荷量为
D.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=
解析:选A 油滴水平向右做匀速直线运动,其所受洛伦兹力必向上与重力平衡,故带正电,由mg=qv0B,得其电荷量q=,A正确,C、D错误;油滴的比荷=,B错误。
5.如图,一束负离子从S点沿水平方向射出,在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O;若同时加上电场和磁场后,负离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中,则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及相互作用力)( )
A.E向上,B向上 B.E向下,B向下
C.E向上,B向下 D.E向下,B向上
解析:选A 由题意可知,负离子在电场中受力应向下,故电场方向应向上;而负离子在磁场作用下向左偏转,故说明洛伦兹力向左,由左手定则可知,B应向上,A正确。
6.如图所示,a和b带电荷量相同,以相同动能从A点射入磁场,在匀强磁场中做圆周运动的半径ra=2rb,则可知(重力不计)( )
A.两粒子都带正电,质量比=4
B.两粒子都带负电,质量比=4
C.两粒子都带正电,质量比=
D.两粒子都带负电,质量比=
解析:选B 两粒子进入磁场后均向下偏转,可知在A点受到的洛伦兹力均向下,由左手定则可知,这两个粒子均带负电,根据洛伦兹力提供向心力,得:qvB=m,得r=,又动能Ek=mv2,联立得:m=,可见m与半径r的平方成正比,故ma∶mb=ra2∶rb2=(2rb)2∶rb2=4∶1,B项正确。
7.(2023·泉州高二检测)带电粒子M经小孔垂直进入匀强磁场,运动的轨迹如图中虚线所示。在磁场中静止着不带电的粒子N。粒子M与粒子N碰后粘在一起,在磁场中继续运动,碰撞时间极短,不考虑粒子M和粒子N的重力。下列说法正确的是( )
A.碰后粒子做圆周运动的半径减小
B.碰后粒子做圆周运动的周期减小
C.碰后粒子做圆周运动的动量减小
D.碰后粒子做圆周运动的动能减小
解析:选D 设粒子M的电荷量为q,质量为m1,速度为v0,粒子N的质量为m2,碰撞后形成的粒子的速度为v。M、N碰撞过程中动量守恒,则有m1v0=(m1+m2)v,碰撞前的轨迹半径R=,碰撞后的轨迹半径R′=,所以碰后粒子做圆周运动的动量不变、运动的半径不变,A、C错误;根据周期公式可得T=,由于碰撞后粒子质量增大,故周期变大,B错误;由于碰撞过程中有能量损失,粒子动能减小,所以碰后粒子做圆周运动的动能减小,D正确。
8.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力,则下列说法正确的是( )
A.a粒子带正电,b粒子带负电
B.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大
C.b粒子动能较大
D.b粒子在磁场中运动时间较长
解析:选C 粒子向右运动,b向上偏转,a向下偏转,根据左手定则可知,b带正电,a带负电,故A错误;根据洛伦兹力提供向心力有qvB=,解得r=,故运动轨迹半径较大的b粒子的速度较大,动能也较大,C正确;由公式f=qvB可知,速度