稿件来源:高途
| 洛伦兹力题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第三章 磁场
3.5 运动电荷在磁场中受到的力
洛伦兹力
地磁场能抵御宇宙射线的侵入,赤道剖面处地磁场可简化为包围地球且厚度为地球半径的$\dfrac{1}{8}$的匀强磁场,方向垂直该剖面。图中给出的速度在图示平面内,从$O$点沿平行与垂直地面两个不同方向入射的$\rm a$、$\rm b$、$\rm c$三种比荷相同的带电粒子(不计重力)在地磁场中的三条运动轨迹,其中$\rm a$、$\rm c$粒子入射速度大小分别为$v_{\rm a}$、$v_{\rm c}$,方向与地面平行,$\rm b$粒子入射速度方向与地面垂直,且它们都恰不能到达地面。则下列相关说法中正确的是$(\quad\ \ \ \ )$
三个粒子在磁场中圆周运动的周期$T_{\\rm c}\\gt T_{\\rm b}\\gt T_{\\rm a}$
","$\\rm a$粒子带负电,$\\rm b$、$\\rm c$粒子带正电
","$v_{\\rm a}:v_{\\rm c}=1:17$
","$v_{\\rm a}:v_{\\rm c}=1:16$
"]$\rm A$.根据洛伦兹力为其做圆周运动提供向心力及周期公式$Bqv=m\dfrac{{{v}^{2}}}{r}$,$T=\dfrac{2\pi r}{v}$
解得$T=\dfrac{2\pi m}{Bq}$,三种粒子的比荷相同,故周期相同,$\rm A$错误;
$\rm B$.根据左手定则可知,$a$、$c$粒子带负电,$b$粒子带正电,$\rm B$错误;
$\rm CD$.根据洛伦兹力提供向心力$Bqv=m\dfrac{{{v}^{2}}}{r}$解得$v=\dfrac{Bqr}{m}$
设地球半径为$R$,则$2{{r}_{a}}=\dfrac{1}{8}R$,$2{{r}_{c}}=\dfrac{1}{8}R+2R$所以${{v}_{a}}:{{v}_{c}}={{r}_{a}}:{{r}_{c}}=1:17$,$\rm C$正确,$\rm D$错误。
故选$\rm C$。
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