第6节 洛伦兹力与现代技术
基础达标
一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～6题有多项符合题目要求)
1．有电子、质子、氘核和氚核，以同样的速度垂直射入同一匀强磁场中，它们在磁场中做匀速圆周运动，则轨道半径最大的是( )
A．氘核 B．氚核
C．电子 D．质子
【答案】B
【解析】因为qvB＝，故r＝，因为v、B相同，所以r∝，而氚核的最大，故选B．
2．如图所示，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面向外)，则带电粒子的可能轨迹是( )
A．a B．b
C．c D．d
【答案】B
【解析】粒子的出射方向必定与它的运动轨迹相切，故轨迹a、c、d均不可能，正确答案为B．
3．(2018西安名校模拟)如图所示为质谱仪的工作原理图，初速度忽略不计的带电粒子进入加速电场，经加速电场加速后进入速度选择器，在速度选择器中直线运动后通过平板S的狭缝P点进入平板S下方的偏转磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度大小为B2，粒子最终打在胶片A1A2上，粒子打往胶片上的位置离P点距离为L，加速电场两板间的电压为U，速度选择器两板的电场强度大小为E，不计粒子的重力，则下列判断正确的是( )
A．速度选择器两板间磁场的方向垂直于纸面向里
B．平板S下面的偏转磁场方向垂直于纸面向里
C．粒子经加速电场加速后获得的速度大小为
D．速度选择器两板间磁场的磁感应强度大小为
【答案】C
【解析】粒子经加速电场加速，根据加速电压可知，粒子带正电，要使粒子沿直线运动，粒子在速度选择器中受到的电场力与洛伦兹力应大小相等，方向相反，由此可以判断出速度选择器中磁场的方向垂直于纸面向外，故A错误；粒子进入偏转磁场后向左偏转，根据左手定则可知，偏转磁场的方向垂直于纸面向外，故B错误；粒子经加速电场加速，有qU＝mv2，在速度选择器中有qE＝qvB1，粒子在偏转磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB2＝，联立解得v＝，B1＝，故C正确，D错误．
4．(2018·德州一模)如图装置可粗略测定磁感应强度．原理如图所示，有一水平的圆柱状金属导体，它的横截面半径为r，放在垂直纸面向里的匀强磁场中，现导体中通有沿如图方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极a、b均与导体上、下两侧接触良好，用电压表测出两电极间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极a、b的正负为( )
A．，下正、上负 B．，下正、上负
C．，上正、下负 D．，上正、下负
【答案】A
【解析】根据左手定则可知，电子受洛伦兹力向上，则a为负，b为正；根据I＝neSv，S＝πr2，平衡时e＝Bev，解得B＝.故A正确，B、C、D错误．
