（四川专版）2022高考物理随堂基础巩固第1部分第三章第5节洛伦兹力的应用（含解析）新人教版选修3-1

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2022高考人教四川专版物理选修3-1随堂基础巩固第1部分第三章第5节洛伦兹力的应用Word版含解析[随堂基础巩固]1．如图3－5－13所示，有a、b、c、d四个离子，它们带同种电荷且电荷量相等，它们的速率关系为va<vb＝vc<vd，质量关系为ma＝mb<mc＝mD。进入速度选择器后，有两种离子从速度选择器中射出，由此可以判定(　　)图3－5－13A．射向P1的是a粒子B．射向P2的是b粒子C．射向A1的是d粒子D．射向A2的是c粒子解析：有特定速度v＝的两种粒子射出一定是b、c粒子，从在B2中的偏转方向看，粒子都带正电，va最小，在偏转电场中向右的洛伦兹力最小，因此射向P1的是a粒子，从圆周运动的半径看，因mc>mb，所以应是c的半径大，射向A2的是c粒子，射向A1的是b粒子。答案：AD2．如图3－5－14是回旋加速器示意图，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(q1、m1)和氦核(q2、m2)。已知q2＝2q1，m2＝2m1，下列说法中正确的是(　　)A．它们的最大速度相同图3－5－14B．它们的最大动能相同C．仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能解析：设D形盒的最大半径为R，则R＝，可见它们的最大速度vm＝，因＝，vm1＝vm2，A正确；但氘核和氦核的质量不同，故最大动能不相同，B错误；最大动能与高频电源的电压大小无关，当改变高频电源的频率时，则不能实现对氘核和氦核的连续加速，故C、D均错误。答案：A3．如图3－5－15所示是测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图。设法将某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，2\n使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。分子图3－5－15离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区(初速度不计)，加速后，再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝S3的细线。若测得细线到狭缝S3的距离为d，试推导出分子离子的质量m的表达式。解析：对带电荷量为e的分子离子在加速电场中的加速过程应用动能定理mv2＝eU。分子离子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即evB＝m，又由几何关系d＝2R，解得m＝。答案：m＝4．如图3－5－16所示是等离子体发电机示意图，平行板间匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，两板相距20cm，R＝50Ω，当等离子体以v＝1200m/s的速度垂直射入磁场中时，求：(1)电源的输出电压。图3－5－16(2)S闭合后，R中电流的大小。解析：(1)电路中电源电压稳定后，应满足q＝qvB∴U＝vBd＝1200×0.5×0.20V＝120V(2)由左手定则知，正离子受向上的洛伦兹力将积聚到上极板上，故a为电源的正极。I＝＝A＝2.4A答案：(1)120V　(2)2.4A2

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