题目内容

9．用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹．图甲是洛伦兹力演示仪的实物图，图乙是结构示意图．励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强．图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场．下列关于实验现象和分析正确的是（　　）
A．要使电子形成如图乙中的运动径迹，励磁线圈应通以顺时针方向的电流
B．仅增大励磁线圈中的电流，电子束径迹的半径变大
C．仅升高电子枪加速电场的电压，电子束径迹的半径变大
D．仅升高电子枪加速电场的电压，电子做圆周运动的周期将变大

分析 根据安培定则和左手定则结合判断电子的运动轨迹．
根据动能定理表示出加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式．即可进行分析．

解答 解：A、若励磁线圈通以逆时针方向的电流，由安培定则知，产生的磁场向外，根据左手定则判断知，电子进入磁场时所受的洛伦兹力向下，电子的运动轨迹不可能是图中所示，同理，可得励磁线圈通以顺时针方向的电流，则能形成结构示意图中的电子运动径迹．故A正确．
B、C、电子在加速电场中加速，由动能定理有：
 eU=$\frac{1}{2}$mv02…①
电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有：eBv0=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$ ②
解得：r=$\frac{m{v}_{0}}{eB}$=$\frac{1}{B}$$\sqrt{\frac{2mU}{e}}$…③
可见保持励磁电压不变，B不变，增加加速电压，电子束形成圆周的半径增大．保持加速电压不变，增加励磁电流，B增大，电子束形成圆周的半径减小，故B错误，C正确；
D、电子在磁场中运动的周期：T=$\frac{2πr}{v}=\frac{2πm}{qB}$，与电子的速度无关，与加速电场的大小无关．故D错误．
故选：AC．

点评 本题考查了粒子在电、磁场中运动在实际生活中的应用，正确分析出仪器的原理，写出带电粒子在磁场中运动的半径公式与周期公式是关键．

练习册系列答案
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20．如图是某质点做直线运动的速度图象．由图可知物体运动的初速度10m/s，加速度为1m/s2．可以推算经过50s，物体的速度是60m/s，前10s内的位移是150m．
17．如图，一质点从A点出发，先运动到B点，紧接着运动到C点，整个过程所发生的位移和路程分别是（　　）
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C．该电场线可能是等量异种电荷产生的
D．该电场线可能是孤立负电荷产生的
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B．L2变亮，Ll变暗，L3、L4亮度不变
C．L1变暗，L2无法判断，L3、L4亮度不变'
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18．一个电子在电场中可能做（　　）
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16．如图所示，A、B两物体从同一地点开始运动，由A、B两物体的位移-时间图线可知下述说法中正确的是（　　）
A．A、B两物体同时从同一位置向同一方向运动
B．A、B两物体自同一位置向同一方向运动，B比A晚出发2 s
C．A、B两物体速度大小均为10 m/s
D．A、B两物体在A出发后4 s、距原点20 m处相遇

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