2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型專練專題8.2磁吃運(yùn)動(dòng)電荷的作用含解析.docx

專題8.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 1.圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是 ()A向上B向下C向左D向右答案：B2一個(gè)重力不計(jì)的帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列能表示運(yùn)動(dòng)周期T與半徑R之間的關(guān)系圖象的是 ()答案：D解析：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，qvBmR，由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，T，可見(jiàn)粒子運(yùn)動(dòng)周期與半徑無(wú)關(guān)，故D項(xiàng)正確。3圖為云室中某粒子穿過(guò)鉛板P前后的軌跡(粒子穿過(guò)鉛板后電荷量、質(zhì)量不變)，室中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與軌道所在平面垂直(圖中垂直于紙面向內(nèi))，由此可知此粒子 ()A一定帶正電B一定帶負(fù)電C不帶電D可能帶正電，也可能帶負(fù)電答案：A解析：粒子穿過(guò)鉛板的過(guò)程中，動(dòng)能減小，軌道半徑減小，根據(jù)題圖中粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可以確定粒子從下向上穿過(guò)鉛板，再由左手定則可判斷出粒子一定帶正電。選項(xiàng)A正確。4.如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速度沿與x軸成30角從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為 ()A12B21C1D11答案：B5.如圖所示圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率，沿著相同的方向，對(duì)準(zhǔn)圓心O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，又都從該磁場(chǎng)中射出，這些粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間有的較長(zhǎng)，有的較短，若帶電粒子在磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力的作用，則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的帶電粒子 ()A速率一定越小B速率一定越大C在磁場(chǎng)中通過(guò)的路程越長(zhǎng)D在磁場(chǎng)中的周期一定越大答案：A解析：根據(jù)公式T可知，粒子的比荷相同，它們進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；如圖所示，設(shè)這些粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間tT，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)的帶電粒子，圓心角越大，運(yùn)動(dòng)半徑越小，根據(jù)r可知，速率一定越小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)圓心角趨近180時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中通過(guò)的路程趨近于0，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 6某一空間充滿垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示，規(guī)定B0時(shí)磁場(chǎng)的方向穿出紙面?，F(xiàn)有一電荷量為q5107C、質(zhì)量為m51010kg的帶電粒子在t0時(shí)刻以初速度v0沿垂直磁場(chǎng)方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力，則磁場(chǎng)變化一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小與初速度大小的比值是 ()A1B.C.D.答案：C7.如圖所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，不加磁場(chǎng)時(shí)，不計(jì)重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過(guò)此區(qū)域的時(shí)間為t。若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子仍以原來(lái)的初速度入射，粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)偏離原方向60。利用以上數(shù)據(jù)可求出下列物理量中的 ()A帶電粒子的比荷B帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期C帶電粒子的初速度D帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑答案：AB8如圖所示，寬d4cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，縱向范圍足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向內(nèi)，現(xiàn)有一群正粒子從O點(diǎn)以相同的速率沿紙面不同方向進(jìn)入磁場(chǎng)，若粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑均為r10cm，則 ()A右邊界：8cmy8cm有粒子射出B右邊界：y8cm有粒子射出D左邊界：0y16cm有粒子射出答案：AD解析：當(dāng)粒子沿x軸正方向和y軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)時(shí)，粒子從右邊界射出的邊界最大，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(如圖所示)并根據(jù)幾何關(guān)系可求出，在右邊界8cmy0，y0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面向里，大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，從x軸上的某點(diǎn)P沿著與x軸正方向成30角的方向射入磁場(chǎng)不計(jì)重力的影響，則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()圖9223A只要粒子的速率合適，粒子就可能通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)B粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間一定為C粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為D粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為【答案】C【解析】帶正電的粒子從P點(diǎn)沿與x軸正方向成30角的方向射入磁場(chǎng)中，則圓心在過(guò)P點(diǎn)與速度方向垂直的直線上，如圖所示，粒子在磁場(chǎng)中要想到達(dá)O點(diǎn)，轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角肯定大于180，因磁場(chǎng)有邊界，故粒子不可能通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于P點(diǎn)的位置不確定，所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角也不同，最大的圓心角是圓弧與y軸相切時(shí)即300，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，而最小的圓心角為P點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)即120，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為T，而T，故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間最長(zhǎng)為，最短為，選項(xiàng)C正確，B、D錯(cuò)誤 16. (多選)如圖所示，兩方向相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)被邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形ABC理想分開，三角形內(nèi)磁場(chǎng)垂直紙面向里，三角形頂點(diǎn)A處有一質(zhì)子源，能沿BAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子(質(zhì)子重力不計(jì))，所有質(zhì)子均能通過(guò)C點(diǎn)，質(zhì)子比荷k，則質(zhì)子的速度可能為()A2BkL B.C. D.17(多選)如圖所示，xOy平面的一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ON為處于y軸負(fù)方向的彈性絕緣薄擋板，長(zhǎng)度為9 m，M點(diǎn)為x軸正方向上一點(diǎn)，OM3 m現(xiàn)有一個(gè)比荷大小為1.0 C/kg可視為質(zhì)點(diǎn)帶正電的小球(重力不計(jì))從擋板下端N處小孔以不同的速度向x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，若與擋板相碰就以原速率彈回，且碰撞時(shí)間不計(jì)，碰撞時(shí)電荷量不變，小球最后都能經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，則小球射入的速度大小可能是() 圖9225A3 m/s B3.75 m/sC4 m/s D5 m/s18如圖所示，矩形虛線框MNPQ內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里a、b、c是三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子，它們從PQ邊上的中點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，圖中畫出了它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡粒子重力不計(jì)下列說(shuō)法正確的是()A粒子a帶負(fù)電B粒子c的動(dòng)能最大C粒子b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)D粒子b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力最大【答案】D【解析】由左手定則可知，a粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；由qvBm，可得r，由題圖可知粒子c的軌跡半徑最小，粒子b的軌跡半徑最大，又m、q、B相同，所以粒子c的速度最小，粒子b的速度最大，由Ekmv2，知粒子c的動(dòng)能最小，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有f向qvB，則可知粒子b的向心力最大，故D正確，B錯(cuò)誤；由T，可知粒子a、b、c的周期相同，但是粒子b的軌跡所對(duì)的圓心角最小，則粒子b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，故C錯(cuò)誤 19如圖所示，橫截面為正方形abcd的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里一束電子以大小不同、方向垂直ad邊界的速度飛入該磁場(chǎng)，不計(jì)電子重力及相互之間的作用，對(duì)于從不同邊界射出的電子，下列判斷錯(cuò)誤的是()A從ad邊射出的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等B從c點(diǎn)離開的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)C電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度偏轉(zhuǎn)角最大為D從bc邊射出的電子的速度一定大于從ad邊射出的電子的速度20(多選)圖中的虛線為半徑為R、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)的方向垂直圓平面向里大量的比荷均為的相同粒子由磁場(chǎng)邊界的最低點(diǎn)A向圓平面內(nèi)的不同方向以相同的速度v0射入磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間的偏轉(zhuǎn)，所有的粒子均由圓邊界離開，所有粒子的出射點(diǎn)的連線為虛線邊界的，粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間用tm表示，假設(shè)、R、v0為已知量，其余的量均為未知量，忽略粒子的重力以及粒子間的相互作用則() AB BBCr Dtm21如圖所示，中軸線PQ將矩形區(qū)域MNDC分成上下兩部分，上部分充滿垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下部分充滿垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，速度與邊MC的夾角30.MC邊長(zhǎng)為a，MN邊長(zhǎng)為8a，不計(jì)粒子重力求： (1)若要該粒子不從MN邊射出磁場(chǎng)，其速度最大值是多少？(2)若要該粒子恰從Q點(diǎn)射出磁場(chǎng)，其在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間最短是多少？【解析】(1)設(shè)該粒子恰好不從MN邊射出磁場(chǎng)時(shí)的軌跡半徑為r，則由幾何關(guān)系得rcos 60r，解得ra又由qvBm，解得最大速度為vmax.【答案】(1)(2)22如圖所示，在圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界上的一粒子源A，向磁場(chǎng)區(qū)域發(fā)射出質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q0)的粒子，其速度大小均為v，方向垂直于磁場(chǎng)且分布在AO右側(cè)角的范圍內(nèi)(為銳角)磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為，其左側(cè)有與AO平行的接收屏，不計(jì)帶電粒子所受重力和相互作用力，求：(1)沿AO方向入射的粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的方向與入射方向的夾角；(2)接收屏上能接收到帶電粒子區(qū)域的寬度. 【解析】(1)根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可知粒子在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)，設(shè)其半徑為R，有qBv，得R可知，帶電粒子運(yùn)動(dòng)半徑與磁場(chǎng)區(qū)域半徑相等沿AO射入磁場(chǎng)的粒子離開磁場(chǎng)時(shí)的方向與入射方向之間的夾角為，如圖所示(2)設(shè)粒子入射方向與AO的夾角為，粒子離開磁場(chǎng)的位置為A，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O.根據(jù)題意可知四邊形AOAO四條邊長(zhǎng)度均為，是菱形，有OAOA，故粒子出射方向必然垂直于OA，然后做勻速直線運(yùn)動(dòng)垂直擊中接收屏，如圖所示【答案】(1)(2)23.如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系xOy，直線OP與x軸正方向的夾角為30，第一象限內(nèi)有兩個(gè)大小不同、方向都垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和，直線OP是它們的邊界，OP上方區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子(不計(jì)重力)以速度v從O點(diǎn)沿與OP成30角的方向垂直于磁場(chǎng)進(jìn)入?yún)^(qū)域，質(zhì)子先后通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域和后，恰好垂直打在x軸上的Q點(diǎn)(圖中未畫出)，試求：(1)區(qū)域中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；(2)Q點(diǎn)的坐標(biāo)。答案：(1)2B(2)解析：(1)設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)和中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為r1和r2，區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，由牛頓第二定律知qvBqvB(2)Q點(diǎn)坐標(biāo)xOAcos30r2故x()。 24.如圖所示，虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)方向與原入射方向成角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子之間相互作用力及所受的重力，求：(1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R；(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；(3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r。答案：(1)(2)(3)tan解析：(1)由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得evB解得R。25.如圖，虛線OL與y軸的夾角60，在此角范圍內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子從左側(cè)平行于x軸射入磁場(chǎng)，入射點(diǎn)為M。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R。粒子離開磁場(chǎng)