课时作业
【基础练习】
1.在如图所示的平行板器件中,电场强度E和磁感应强度B相互垂直.一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动,则该粒子( )
A.一定带正电 E
B.速度v=B
E
C.若速度v>B,粒子一定不能从板间射出 D.若此粒子从右端沿虚线方向进入,仍做直线运动
B 解析:粒子带正电和负电均可,选项A错误;由洛伦兹力等于电场力,EE
qvB=qE,解得速度v=B,选项B正确;若速度v>B,粒子可能从板间射出,选项C错误;若此粒子从右端沿虚线方向进入,所受电场力和洛伦兹力方向相同,不能做直线运动,选项D错误.
2.(多选)如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源的两极上,使a、b两板间产生匀强电场E,右边有一块挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里.从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成三束,则下列判断正确的是( )
A.这三束正离子的速度一定不相同 B.这三束正离子的比荷一定不相同
C.a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向b
D.若这三束离子改为带负电而其他条件不变,则仍能从d孔射出 BCD 解析:因为三束正离子在两极板间都是沿直线运动的,电场力等于洛
伦兹力,可以判断三束正离子的速度一定相同,且电场方向一定由a指向b,A错误,C正确;在右侧磁场中三束正离子运动轨迹半径不同,可知这三束正离子的比荷一定不相同,B项正确;若将这三束离子改为带负电,而其他条件不变的情况下分析受力可知,三束离子在两板间仍做匀速直线运动,仍能从d孔射出,D项正确.
3.(2018·山东济宁模拟)为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况,技术人员在排污管中安装了监测装置,该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔,其宽和高分别为b和c,左、右两端开口与排污管相连,如图所示.在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在空腔前、后两个侧面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N,M、N与内阻为R的电流表相连.污水从左向右流经该装置时,电流表将显示出污水排放情况.下列说法中错误的是( )
A.M板比N板电势低
B.污水中离子浓度越高,则电流表的示数越小 C.污水流量越大,则电流表的示数越大
D.若只增大所加磁场的磁感应强度,则电流表的示数也增大
B 解析:污水从左向右流动时,正、负离子在洛伦兹力作用下分别向N板和M板偏转,故N板带正电,M板带负电,A正确.稳定时带电离子在两板间UBbQBQ
受力平衡,qvB=qb,此时U=Bbv=bc=c,式中Q是流量,可见当污水流量越大、磁感应强度越强时,M、N间的电压越大,电流表的示数越大,而与污水中离子浓度无关,B错误,C、D正确.
4.(多选)
如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 E
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
ABC 解析:质谱仪是分析同位素的重要工具,A正确.在速度选择器中,带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向,结合左手定则E
可知B正确.由qE=qvB可得v=B,C正确.粒子在平板S下方的匀强磁场中mv2mvvq
做匀速圆周运动,由qvB=R得R=qB,所以m=BR,D错误.
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5.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的.使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示.由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时,血管内部的电场可看做是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零.在某次监测中,两触点间的距离为3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 μV,磁感应强度的大小为0.040 T.则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )
A.1.3 m/s,a正、 b负 B.2.7 m/s,a正、b负 C.1.3 m/s,a负、b正 D.2.7 m/s,a负、b正 答案:A
6.利用霍尔效应制作的元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是