课时2 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动
1.一个运动电荷通过某一空间时,没有发生偏转,那么就这个空间是否存在电场或磁场,下列说法中正确的是( D )
A.一定不存在电场
B.一定不存在磁场
C.一定存在磁场
D.可能既存在磁场,又存在电场
解析:运动电荷没有发生偏转,此空间可以存在电场,如运动方向与电场方向在同一直线上;也可以存在磁场,如v平行B;还可能既有电场又有磁场,且电荷所受电场力和洛伦兹力平衡,故D正确。
2.三个相同的带电小球1,2,3,在重力场中从同一高度由静止开始下落,其中小球1通过一个附加的水平方向的匀强电场,小球2通过一个附加的水平方向的匀强磁场。设三个小球落到同一高度时的动能分别为E1,E2和E3,忽略空气阻力,则( A )
A.E1>E2=E3 B.E1=E2=E3
C.E1>E2>E3 D.E1=E2>E3
解析:除重力对小球1,2,3做功外,电场力对小球1做正功。
3.从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子,若它们到达地球,会对地球上的生命产生危害。而地球特殊的地理环境能削弱宇宙射线对生命的伤害,这是因为( C )
A.地球远离太阳,宇宙射线很难到达
B.地球在自转,减少了宇宙射线进入大气层
C.地球的地磁场对宇宙射线的洛伦兹力作用阻挡了宇宙射线
D.地球是带电体,对宇宙射线的电场力作用阻挡了宇宙射线
解析:宇宙射线可以到达地球,选项A错误;地球的自转对宇宙射线没有影响,选项B错误;地球的地磁场对宇宙射线的洛伦兹力作用阻挡了宇宙射线,选项C正确;电场力对宇宙射线有偏折作用,但不能阻挡宇宙射线,选项D错误。
4.如图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是( C )
A.电子与正电子的偏转方向一定相同
B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同
C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子
D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小
解析:电子、正电子、质子以相同的运动方式进入磁场,电子的受力方向与正电子、质子的受力方向相反,因此电子与正电子的偏转方向恰好相反,因此A项错误;由Bqv=
知,r=
,因带电粒子的速率未知,因此电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径大小关系未知,故B项错误;因质子与正电子在磁场中的偏转方向相同,但运动轨迹的半径大小不一定相同,由此可知C项正确;由(mv)2=2mEk知,mv=
,代入r=得r=
,由此可知D项错误。
5.如图所示,边长为l的正六边形abcdef中,存在垂直该平面向内的匀强磁场,磁感应强度大小为B。a点处的粒子源发出大量质量为m、电荷量为+q的同种粒子,粒子的速度大小不同,方向始终垂直ab边且与磁场垂直,不计粒子的重力,当粒子的速度为v时,粒子恰好经过b点,下列说法正确的是( B )
A.速度小于v的粒子在磁场中运动时间为
B.经过c点的粒子在磁场中做圆周运动的半径为l
C.经过d点的粒子在磁场中运动的时间为
D.速度大于4v的粒子一定打在cd边上
