洛伦兹力选择难题3附答案

1洛伦兹力选择题专题三1．如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B/2的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R则()A．粒子经偏转一定能回到原点OB．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2:1C．粒子完在成一次周期性运动的时间为23mqBD．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R2．如图所示，在一矩形区域内有磁感应强度方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为d.不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t，粒子飞出磁场时偏离原方向60°角．利用以上数据能求出的物理量是()A．带电粒子在磁场中运动的半径B．带电粒子的初速度C．带电粒子在磁场中运动的周期D．带电粒子的质量3．如图所示，半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q0）。质量为m的粒子沿正对co中点且垂直于co方向射入磁场区域.不计重力,则:2A．若要使带电粒子能从bd之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是(23)qBRqBRvmmB．若要使带电粒子能从bd之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是(12)qBRqBRvmmC．若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为313()2qBRvmD．若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为313()3qBRvm4．在直角坐标系xOy的第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从y轴正半轴上的A点以与y轴正方向夹角为α=45°的速度垂直磁场方向射入磁场，如图所示，已知OA=a，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）A．若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小为B．改变粒子的初速度大小，可以使得粒子刚好从坐标系的原点O离开磁场C．粒子在磁场中运动的最长时间为D．从x轴射出磁场的粒子中，粒子的速度越大，在磁场中运动的时间就越短5．如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60夹角且处于竖直平面内。一质量为m，带电量为+q的小球套在绝缘杆上。初始，给小球一沿杆向下的初速度0v，小球恰好做匀速运动，电量保持不变。已知，磁感应强度大小为B，电场强度大小为qmgE3，则以下说法正确的是A．小球的初速度为qBmgv20B．若小球的初速度为qBmg3，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止C．若小球的初速度为qBmg，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止3D．若小球的初速度为qBmg，则运动中克服摩擦力做功为222323Bqgm6．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速。所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是A．粒子第n次和第n+1次半径之比总是1n︰nB．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为UBRt22C．若fmmqBm2，则粒子获得的最大动能为2222RmfEmkmD．若fmmqBm2，则粒子获得的最大动能为2()2mkmqBREm7．如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，电阻忽略不计，导轨间距离为L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面。质量均为m的两根金属a、b放置在导轨上，a、b接入电路的电阻均为R。轻质弹簧的左端与b杆连接，右端固定。开始时a杆以初速度0。向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为时，b杆向右的速度达到最大值m，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好，则b杆达到最大速度时A．b杆受到弹簧的弹力为222mBLRB．a杆受到的安培力为22mBLRC．a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为QD．弹簧具有的弹性势能为22201112222mmmmQ48．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，边界的宽度为S，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直．现让金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的v-t图象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金属线框的边长为L（L＜S）、质量为m，电阻为R，当地的重力加速度为g，图象中坐标轴上所标出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均为已知量．(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件，以下说法正确的是：A．t2是线框全部进入磁场瞬间，t4是线框全部离开磁场瞬间B．从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止，感应电流所做的功为mgSC．V1的大小可能为22LBmgRD．线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经框横截面的电荷量多9．如图所示，正方形导线框ABCD、abcd的边长均为L，电阻均为R，质量分别为2m和m，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2L、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时导线框ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为L。现将系统由静止释放，当导线框ABCD刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则()A.两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力FT=mgB．系统匀速运动的速度大小：22mgRvBLC．两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热32244322mgRQmgLBLD．导线框abcd通过磁场的时间232BLtmgR10．在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的强磁场区域，区域I的磁场方向垂直斜面向上，区域II的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场I区域，5此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动。重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A．当ab边刚越过JP时，导线框具有加速度大小为a=gsinθB．导线框两次匀速直线运动的速度v1:v2=4:1C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少D．从t1到t2的过程中，有3sin2mgL+2212()2mvv机械能转化为电能11．如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨PQ、MN倾斜固定，倾角为θ=30°，相距为L，导轨处于磁感应强度为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与小球c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b棒也垂直导轨放置在导轨上，b刚好能静止。a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g。则A．小球c的质量为mB．b棒放上导轨前a棒的加速度为0.5gC．b棒放上导轨后a棒中电流大小是/2mgBLD．b棒放上导轨后，小球c减少的重力势能等于回路消耗的电能12．如图，固定在水平桌面上的光滑金属导轨cd、eg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与导轨接触良好．在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其它部分电阻忽略不计．现用一水平向右的外力F1作用在金属杆ab上,使金属杆由静止开始向右沿导轨滑动，滑动中杆ab始终垂直于导轨.金属杆受到的安培力用F安表示，则关于F1与F安随时间t变化的关系图象可能是（）13．如图所示，在空间有一坐标系xoy，直线OP与x轴正方向的夹角为30，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是他们的边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B。一6质量为m，电荷量为q的质子（不计重力）以速度v从O点沿与OP成30角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出），则（）A．粒子在第一象限中运动的时间为712mqBB．粒子在第一象限中运动的时间为56mqBC．Q点的横坐标为(31)2mvqBD．Q点的横坐标为(32)2mvqB14．如图所示，在空间中有一坐标系Oxy，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和Ⅱ，直线OP是它们的边界．区域I中的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外；区域Ⅱ中的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向内．边界上的P点坐标为(4L，3L)．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点平行于y轴负方向射人区域I，经过一段时间后，粒子恰好经过原点O．忽略粒子重力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8．则下列说法中不正确的是A．该粒子一定沿y轴负方向从O点射出B．该粒子射出时与y轴正方向夹角可能是74°C．该粒子在磁场中运动的最短时间qBmt6053D．该粒子运动的可能速度为)3,2,1(1225nnmqBLv15．如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是（）7A．粒子一定带正电B．加速电场的电压ERU21C．直径qmERBPQ2D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷16．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和M′N′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现金属线框由距MN的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图象中坐标轴上所标出的字母均为已知量。可知A.金属框初始位置的bc边到边界MN的高度为v1t1B.金属框的边长为121()2vttC.磁场的磁感应强度为2111()mgRBttv＝－D.在进入磁场过程中金属框产生的热为mgv1（t2-t1）17．如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，ab间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变成水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小等于0Ev，重力加速度为g，则下列关于粒子运动的有关说法中正确的（）8A.粒子在ab区域中做匀变速运动，运动时间为0vgB.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径2rdC.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为06dvD.粒子在ab、bc区域中运动的总时间为063dtv18．如图所示，有一垂直于纸向外的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，其边界为一边长L的正三角形（边界上有磁场）ABC为三角形的三个顶点．今有一质量为m、电荷量为+q的粒子（不计重力），以速度mqBLv43,从AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入，然后从BC边上某点Q射出．若从P点射