【走向高考】2020年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 第2講 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

1、第8章 第2講 一、選擇題1帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)受到洛倫茲力的作用下列表述正確的是()A洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功B洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能C洛倫茲力的大小與速度無(wú)關(guān)D洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向答案B解析根據(jù)洛倫茲力的特點(diǎn)，洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功，A錯(cuò)B對(duì)；根據(jù)FqvB，可知洛倫茲力大小與速度有關(guān)，C錯(cuò)；洛倫茲力的作用效果就是改變粒子的運(yùn)動(dòng)方向，不改變速度的大小，D錯(cuò)2(2020廣東東莞調(diào)研)帶電粒子(重力不計(jì))穿過(guò)飽和蒸汽時(shí)，在它走過(guò)的路徑上飽和蒸汽便凝成小液滴，從而顯示出粒子的徑跡，這是云室的原理，如圖是云室的拍攝照片，云室中加了垂直于照片向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中oa、o

2、b、oc、od是從O點(diǎn)發(fā)出的四種粒子的徑跡，下列說(shuō)法中正確的是()A四種粒子都帶正電B四種粒子都帶負(fù)電C打到a、b點(diǎn)的粒子帶正電D打到c、d點(diǎn)的粒子帶正電答案D解析由左手定則知打到a、b點(diǎn)的粒子帶負(fù)電，打到c、d點(diǎn)的粒子帶正電，D正確.3如圖所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是()A當(dāng)從a端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B當(dāng)從b端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運(yùn)動(dòng)D不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)答案C解析通電螺線管內(nèi)部磁感線方向與螺線管軸線平行，電子束不受洛倫茲力，故做勻速直線運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確4(2020臨沂模

3、擬)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AB解析由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角，可知帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為60，因此由幾何關(guān)系得磁場(chǎng)寬度lrsin60sin60，又未加磁場(chǎng)時(shí)有l(wèi)v0t，所以可求得比荷，A項(xiàng)對(duì)；周期T可求出，B項(xiàng)對(duì)；因初速度未知，所以C、D項(xiàng)錯(cuò)5(2020中山模擬)半徑

4、為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)以速度v0垂直于磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)中，并從B點(diǎn)射出AOB120，如圖所示，則該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為()A.B.C.D.答案D解析由AOB120可知，弧AB所對(duì)圓心角60，故tT，但題中已知條件不夠，沒(méi)有此項(xiàng)選擇，另想辦法找規(guī)律表示t.由勻速圓周運(yùn)動(dòng)t/v0，從圖中分析有Rr，則Rrr，則t/v0，D項(xiàng)正確6(2020蘇州模擬)如圖所示，在屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里P為屏上的一個(gè)小孔PC與MN垂直一群質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，以相同的速率v，從P處沿垂直于磁場(chǎng)

5、的方向射入磁場(chǎng)區(qū)域粒子入射方向在與磁場(chǎng)B垂直的平面內(nèi)，且散開(kāi)在與PC夾角為的范圍內(nèi)，則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為()A.B.C. D.答案D解析由圖可知，沿PC方向射入磁場(chǎng)中的帶負(fù)電的粒子打在MN上的點(diǎn)離P點(diǎn)最遠(yuǎn)，為PR ，沿兩邊界線射入磁場(chǎng)中的帶負(fù)電的粒子打在MN上的點(diǎn)離P點(diǎn)最近，為PQcos，故在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為：QRPRPQ，選項(xiàng)D正確7如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平極板間有垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離也為L(zhǎng)，板不帶電現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng)，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法

6、是()A使粒子的速度vC使粒子的速度vD使粒子的速度v時(shí)粒子能從右邊穿出粒子擦著上板從左邊穿出時(shí)，圓心在O點(diǎn)，有r2由r2，得v2所以v時(shí)粒子能從左邊穿出8(2020福建泉州質(zhì)檢)如圖所示是某粒子速度選擇器的示意圖，在一半徑為R10cm的圓柱形桶內(nèi)有B104T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向平行于軸線，在圓柱桶某一直徑的兩端開(kāi)有小孔，作為入射孔和出射孔粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出現(xiàn)有一粒子源發(fā)射比荷為21011C/kg的陽(yáng)離子，粒子束中速度分布連續(xù)當(dāng)角45時(shí)，出射粒子速度v的大小是()A.106m/s B2106m/sC2108m/s D4106m/s答案B解析由題意知，粒子從入射孔以45

7、角射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)能夠從出射孔射出的粒子剛好在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期，由幾何關(guān)系知rR，又r，解得v2106m/s.二、非選擇題9如圖MN表示垂直紙面的平板，它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板的初速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)平板上的P點(diǎn)已知B、v以及P到O的距離l.不計(jì)重力，則此粒子的比荷為_(kāi)答案解析因粒子經(jīng)O點(diǎn)時(shí)的速度垂直于OP，故OP2R，又R，所以.10水平絕緣桿MN套有質(zhì)量為m, 電荷量為q的帶電小球，小球與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為，將該裝置置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，給小球一水平初

8、速度v0，則小球的最終速度可能為_(kāi)答案0、v0、解析給小球初速度后，其所受洛倫茲力向上，如果洛倫茲力qv0Bmg，小球先做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)qvBmg時(shí)，小球開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)11如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的平行金屬板間，有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì))，從左側(cè)兩極板的中心處以不同速率v水平射入，欲使粒子不打在板上，求粒子速率v應(yīng)滿足什么條件？答案v解析設(shè)粒子剛好打在上極板左邊緣時(shí)(如圖所示)R1又R1，解得v1設(shè)粒子剛好打在上極板右邊緣時(shí)，由圖知：R22L2(R2)2所以R2又R2，解得v2綜上分析，要使粒子不打在極板上，其入射速

9、率應(yīng)滿足以下條件：v12(2020南京)在如圖(a)所示的正方形平面oabc內(nèi)存在著垂直于該平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，已知正方形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)在t0時(shí)刻平行于oc邊從o點(diǎn)射入磁場(chǎng)中(1)若帶電粒子從a點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及初速度大小(2)若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖(b)所示的規(guī)律變化，規(guī)定磁場(chǎng)向外的方向?yàn)檎较颍鸥袘?yīng)強(qiáng)度的大小為B0，假使帶電粒子能從oa邊界射出磁場(chǎng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化周期T的最小值(3)若所加磁場(chǎng)與第(2)問(wèn)中的相同，要使帶電粒子從b點(diǎn)沿著ab方向射出磁場(chǎng)，求滿足這一條件的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期T及粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0.答案(1)(2)(3)(n2、4、6)解析(1)若帶電粒子從a點(diǎn)射出磁場(chǎng)，則做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r所需時(shí)間t又根據(jù)qv0B得v0(2)要使粒子從oa邊射出，其臨界狀態(tài)軌跡如圖所示，則有sin，30在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期內(nèi)