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1、选择题 如图所示,在边长为L的正方形ABCD 区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子(重力不计)以速度v 沿AB 边方向射人磁场,之后粒子恰好从CD 边的中点E 射出,则

A.该粒子一定带负电
B.该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为L/2
C.若该粒子射人磁场的速度大小为2v,方向不变,则粒子将从BC 边的中点F 射出
D.若该粒子射人磁场的速度大小为2v,方向不变,则粒子在磁场中的运动时间是原来的1/2
参考答案:C
本题解析:由左手定则可得:粒子一定带正电,所以A错误。如果粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为L/2,则粒子在D点射出磁场,所以B错误。粒子在磁场中运动的轨道半径为
,若粒子射入磁场的速度为2v时,由
,可得,轨道半径变为5L/4,若粒子从F点射出,轨道半径也为5L/4,所以C正确。由
可得,周期与粒子速度无关,所以两者时间之比为偏转角度之比,速度为v时偏转角度为
,速度为2v时,偏转角度为
,所以D错误。所以选C。
本题难度:简单
2、选择题 一带电量q=2×10-5 C的微粒,以v1=10m/s的速度射入磁场中,磁场强度B=0.5T,则带电微粒所受的洛伦兹力的大小可能是
[? ]
A、2×10-2 N
B、2×10-3 N
C、2×10-4 N
D、2×10-5 N
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 在第三次工业革命的今天,新材料的发现和运用尤为重要。我国某科研机构发现一种新型的半导体材料,目前已经知道这种半导体材料的载流子(参与导电的“带电粒子”)的电荷量的值是e(电子电量的绝对值),但不知道它的电性和载流子的数密度n(单位体积中载流子的数量)。为了测定这种材料中的载流子是带正电还是带负电,以及载流子的数密度,科学家把这种材料先加工成一块偏平的六面体样品,这块样品的长、宽和厚度分别为a、b、d(如图中所示)。现将这块样品接入电路中,且把靠外的偏平面标记为M,靠里的偏平面标记为N,然后在垂直于大平面的方向加上一个磁感应强度大小为B的匀强磁场。接通电键S,调节可变电阻R.使电路中产生合适的电流。然后用电压表判定M、N两个面的电势高低并测定M、N间的电压(也叫霍耳电压),从而得到这种半导体材料载流子的电性和数密度。

(1)当M的电势比N的电势低时,材料中的载流子带?电(填“正”或“负”);
(2)为了测定载流子的数密度n,除题目中已给出的数据外,还需要测定的物理量有(写出物理量的含义并设定相应的符号)?;
(3)根据题设条件和你测定的物理量,写出载流子的数密度的表达式n=?。
参考答案:(1)负(3分);(2)电路中的电流强度(电流表的读数)I,M、N间的电压(电流表的读数或霍耳电压)U(各2分); (3)
(3分)。
本题解析:(1)根据左手定则,载流子如果是正电荷,M板将带正电,是高电势,因此材料中的载流子带负电。
(2)根据(3)中的最简式
,可知还需要测量I和U。
(3)电流的微观解释是I=neSv,横截面积S=bd,电压达到稳定以后有qvB=qE,场强与电势差的关系是U=dE,联立以上各式得
。
本题难度:一般
4、填空题 判断图7中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。




参考答案:向上?向上?垂直于纸面指向纸内?垂直于纸面指向纸外
本题解析:左手定则:伸开左手磁感线穿掌心,四指指正电荷的运动方向,拇指指受力方向可知第二幅图受力方向:向上,第四幅图受力方向:垂直于纸面指向纸内
伸开左手磁感线穿掌心,四指指负电荷的运动的反方向,拇指指受力方向可知第一幅图受力方向:垂直于纸面指向纸外,第三幅图受力方向:向上
本题难度:一般
5、选择题 关于安培力和洛伦兹力,下列说法中正确的是( )
A.安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力
B.安培力和洛伦兹力其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C.这两种力都是效果力,其实并不存在,原因是不遵守牛顿第三定律
D.安培力对通电导体能做功,洛伦兹力对运动电荷也能做功
参考答案:AB、安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观形式,故安培力和洛伦兹力是性质相同的力,本质上都是磁场对运动电荷的作用力,故A错误、B正确.
C、安培力和洛伦兹力都是实际存在的力,遵守牛顿运动定律,故C错误.
D、洛伦兹始终与运动方向垂直,对运动电荷不做功,故D错误.
故选:B.
本题解析:
本题难度:一般