2．洛倫茲力演示儀是由勵(lì)磁線圈（也叫亥姆霍茲線圈）、洛倫茲力管和電源控制部分組成的．勵(lì)磁線圈是一對彼此平行的共軸串聯(lián)的圓形線圈，它能夠在兩線圈之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場．洛倫茲力管的圓球形玻璃泡內(nèi)有電子槍，能夠連續(xù)發(fā)射出電子，電子在玻璃泡內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以顯示出電子運(yùn)動(dòng)的徑跡．其結(jié)構(gòu)如圖所示．給勵(lì)磁線圈通電，電子槍垂直磁場方向向左發(fā)射電子，恰好形成如“結(jié)構(gòu)示意圖”所示的圓形徑跡，則下列說法正確的是（　�。�
A．勵(lì)磁線圈中的電流方向是逆時(shí)針方向
B．若只增大加速電壓，可以使電子流的圓形徑跡的半徑減小
C．若只增大線圈中的電流，可以使電子流的圓形徑跡的半徑減小
D．若已知加速電壓U，及兩線圈間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，則可通過測量圓形徑跡的直徑來估算電子的電荷量

分析 根據(jù)電子所受洛倫茲力的方向結(jié)合右手定則判斷勵(lì)磁線圈中電流方向；根據(jù)動(dòng)能定理表示出加速后獲得的速度，然后根據(jù)洛倫茲力提供向心力推導(dǎo)出的表達(dá)式，再進(jìn)行分析．

解答 解：A、根據(jù)電子所受洛倫茲力的方向，結(jié)合右手定則判斷知，勵(lì)磁線圈中電流方向是順時(shí)針方向．故A錯(cuò)誤；
B、設(shè)電子的初速度為零，則電子在加速電場中加速，由動(dòng)能定理得 eU=$\frac{1}{2}$mv02…①
電子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有eBv0=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$…②
解得：r=$\frac{m{v}_{0}}{eB}$=$\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{e}}$…③
可知，只增大加速電壓，可以使電子流的圓形徑跡的半徑增大．故B錯(cuò)誤；
C、由③得：只增大線圈中的電流，則B增大，可以使電子流的圓形徑跡的半徑減小．故C正確；
D、由于電子射出時(shí)的初速度未知，故無法確定粒子的最終的速度，故無法確定比荷，同時(shí)因質(zhì)量未知，故無法確定電荷量，故D錯(cuò)誤；
故選：C．

點(diǎn)評 本題考查了粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，正確分析出儀器的原理是關(guān)鍵，要掌握磁場中粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

1．（1）某同學(xué)想利用圖甲所示裝置，驗(yàn)證滑塊與鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，該同學(xué)認(rèn)為只要將摩擦力平衡掉就可以了．你認(rèn)為該同學(xué)的想法不正確（選填“正確”或“不正確”）

（2）另一同學(xué)用一傾斜的固定氣墊導(dǎo)軌來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．如圖乙所示，質(zhì)量為m1的滑塊（帶遮光條）放在A處，由跨過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)繩與質(zhì)量為m2的鉤碼相連，導(dǎo)軌B處有一光電門，用L表示遮光條的寬度，x表示A、B兩點(diǎn)間的距離，θ表示氣墊導(dǎo)軌的傾角，g表示當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?br />①氣泵正常工作后，將滑塊由A點(diǎn)靜止釋放，運(yùn)動(dòng)至B，測出遮光條經(jīng)過光電門的時(shí)間t，該過程滑塊與鉤碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量表示為Ep=m2gx-m1gsinθ•x，動(dòng)能的增加量表示為${E_k}=\frac{1}{2}（{m_1}+{m_2}）{（\frac{L}{t}）^2}$．若系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則$\frac{1}{t^2}$與x的關(guān)系式為$\frac{1}{t^2}$=$\frac{2（{m}_{2}-{m}_{1}sinθ）gx}{（{m}_{1}+{m}_{2}）{L}^{2}}$（用題中己知量表示）．
②實(shí)驗(yàn)時(shí)測得m1=475g，m2=55g，遮光條寬度L=4mm，sinθ=0.1，改變光電門的位置，滑塊每次均從A點(diǎn)釋放，測量相應(yīng)的x與t的值，以$\frac{1}{t^2}$為縱軸，x為橫軸，作出的圖象如圖丙所示，則根據(jù)圖象可求得重力加速度g0為9.4m/s2（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字），若g0與當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭近似相等，則可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．如圖甲所示．直角坐標(biāo)系xOy中，第二象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)磁場，第一四象限內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)交變磁場，磁場方向以垂直紙面向外為正方向．第三象限內(nèi)有一發(fā)射裝置（沒有畫出）沿y軸正方向射出一個(gè)比荷$\frac{q}{m}$=100C/kg的帶正電的粒子（可視為質(zhì)點(diǎn)且不計(jì)重力），該粒子以v0=10m/s的速度從x軸上的點(diǎn)A（-1m，0）進(jìn)入第二象限，從y軸上的C點(diǎn)（0，2m）進(jìn)入第一象限，取粒子剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻，第一、四象限內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化，求：
（1）第二象限內(nèi)電場的電場強(qiáng)度大��；
（2）粒子進(jìn)入磁場后第一次經(jīng)過x軸時(shí)的位置坐標(biāo)．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．圖（甲）是線圈P繞垂直于磁場的軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦式交變電壓的圖象，把該電壓加在如圖（乙）所示的理想變壓器的A、B端，已知電壓表的示數(shù)為4.0V，圖中的電壓表和電流表均為理想電表，R=2Ω，其它電阻不計(jì)．下列說法中正確的是（　�。�
A．電流表的示數(shù)為0.8A
B．當(dāng)t=0.2s和0.4s時(shí)，穿過線圈P的磁通量最小
C．線圈P的轉(zhuǎn)速為300r/min
D．變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為2：5

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．如圖1所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5：1，原線圈接入如圖2所示的電壓，副線圈接火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（報(bào)警器未畫出），電壓表和電流表均為理想電表，R0為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，下列說法中錯(cuò)誤的是（　　）
A．t=0.01s時(shí)電壓表的示數(shù)為0V
B．圖2中電壓的有效值為110$\sqrt{2}$V
C．R處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表示數(shù)增大
D．R處出現(xiàn)火警時(shí)，電阻R0消耗的電功率增大

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

7．現(xiàn)有一電流表，量程30mA，內(nèi)阻r1約為6歐，請用下列器材測量其內(nèi)阻值r1，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度．
A．電流表，量程50mA，內(nèi)電阻r2約10Ω
B．電壓表，量程15V，內(nèi)阻rV=15kΩ
C．定值電阻RO=9Ω′
D．保護(hù)電阻R1=50Ω
E．滑動(dòng)變阻器R2，阻值O～30Ω，額定電流0.3A
F．滑動(dòng)變阻器R3，阻值0～5Ω，額定電流0.3A
G．電池組，電動(dòng)勢為3V，內(nèi)電阻約0.5Ω
此外還有單刀電鍵若干和導(dǎo)線若干，供需要時(shí)選用．
（1）在給出的器材中電表應(yīng)選擇A2，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R2．（填寫器材代號(hào)）
（2）請將虛線中的電路圖補(bǔ)充完整．
（3）實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量是電流表的示數(shù)I1，電流表的示數(shù)I2；并寫出電流表內(nèi)電阻的計(jì)算表達(dá)式r1=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{1}）{R}_{0}^{\;}}{{I}_{1}}$（用相應(yīng)的物理量符號(hào)表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

14．在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為S，如圖甲所示，振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開始向右傳播，質(zhì)點(diǎn)1開始運(yùn)動(dòng)的速度方向豎直向上，經(jīng)過時(shí)間t，前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第二次形成如圖所示的波形，這列波的周期為$\frac{t}{3}$，這列波的傳播速度為$\frac{24S}{t}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

11．如圖所示，一圓柱形桶的高為d，底面直徑d．當(dāng)桶內(nèi)無液體時(shí)，用一細(xì)束單色光從某點(diǎn)A沿桶口邊緣恰好照射到桶底邊緣上的某點(diǎn)B．當(dāng)桶內(nèi)液體的深度等于桶高的一半時(shí)，任然從A點(diǎn)沿AB方向照射，恰好照射到桶底上的C點(diǎn)．C、B兩點(diǎn)相距$\fracrbshmoy{4}$，光在真空中的速度c=3.0×106m/s，求：
（i）液體的折射率n；
（ii）光在液體中傳播的速度v．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．如圖所示，兩帶電平行金屬板水平放置，距板右端L處有一豎直放置的光屏M．一質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)點(diǎn)以速度v0從兩板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，重力加速度為g，則下列結(jié)論正確的是（　�。�
A．板間電場強(qiáng)度大小為$\frac{mg}{q}$
B．板間電場強(qiáng)度大小為$\frac{2mg}{q}$
C．質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上發(fā)生的總位移大小為$\frac{g{L}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}$
D．質(zhì)點(diǎn)在板內(nèi)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

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同步練習(xí)冊答案