题目内容

8.洛伦兹力演示仪是由励磁线圈(也叫亥姆霍兹线圈)、洛伦兹力管和电源控制部分组成的.励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生匀强磁场.洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪,能够连续发射出电子,玻璃泡内充有稀薄的气体,电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹,其结构如图所示.若电子枪垂直磁场方向发射电子,给励磁线圈通电后,能看到电子束的径迹呈圆形.若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流,下列说法正确的是(  )
A.只增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径变大,电子运动一周的时间(周期)不变
B.只增大电子枪的加速电压,电子束的轨道半径不变,电子运动一周的时间(周期)变短
C.只增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径变小,电子运动一周的时间(周期)不变
D.只增大励磁线圈中的电流,电子束的轨道半径不变,电子运动一周的时间(周期)变长

分析 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的表达式.

解答 解:A、B、电子在加速电场中加速,由动能定理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
eBv0=$\frac{m{v}_{0}^{2}}{r}$…②
解得:$r=\frac{m{v}_{0}}{eB}=\frac{1}{B}\sqrt{\frac{2mU}{e}}$…③
只增大加速电压,可以使电子流的圆形径迹的半径增大.
电子在磁场中运动的周期:T=$\frac{2πm}{eB}$,可知电子运动的周期与速度的大小无关,电子运动一周的时间(周期)不变.故A正确,B错误;
C、由③得:只增大线圈中的电流,则B增大,可以使电子束的圆形径迹的半径减小.故C正确,D错误.
故选:AC

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

练习册系列答案
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