2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章磁場第2節(jié)磁吃運動電荷的作用作業(yè)與檢測含解析魯科版

1、第2節(jié)磁場對運動電荷的作用基礎(chǔ)必備1.(2019四川成都模擬)如圖是電子射線管示意圖.接通電源后,電子射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采用的是(b)a.加一磁場,磁場方向沿z軸負方向b.加一磁場,磁場方向沿y軸正方向c.加一電場,電場方向沿z軸負方向d.加一電場,電場方向沿y軸正方向解析:若加一沿z軸負方向的磁場,根據(jù)左手定則,洛倫茲力方向沿y軸負方向,電子向y軸負方向偏轉(zhuǎn),熒光屏上的亮線不偏轉(zhuǎn),故a錯誤;若加一沿y軸正方向的磁場,根據(jù)左手定則,洛倫茲力方向沿z軸負方向,亮線向下偏轉(zhuǎn),故b正確;若加一沿z軸負方向的電場

2、,電子帶負電,電場力方向沿z軸正方向,亮線向上偏轉(zhuǎn),故c錯誤;若加一沿y軸正方向的電場,電子帶負電,電場力方向沿y軸負方向,電子向y軸負方向偏轉(zhuǎn),熒光屏上的亮線不偏轉(zhuǎn),故d錯誤.2.(2019福建南平模擬)如圖所示,在邊長為l的正方形區(qū)域abcd內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場,有一個質(zhì)量為m,帶電荷量大小為q的離子,從ad邊的中點o處以速度v垂直ad邊界向右射入磁場區(qū)域,并從b點離開磁場.則(d)a. 離子在o,b兩處的速度相同b. 離子在磁場中運動的時間為c. 若增大磁感應(yīng)強度b,則離子在磁場中的運動時間增大d. 若磁感應(yīng)強度b,選項b錯誤;若增大磁感應(yīng)強度b,由r=可知,離子在磁場中的運動半徑

3、減小,離子將從ab邊射出,此時離子在磁場中的運動對應(yīng)的弧長變短,而運動速度的大小不變,則運動時間減小,選項c錯誤;若離子從bc邊射出,則r=,即b,選項d正確.3.(2019湖南婁底二模)如圖所示,m,n和p是以mn為直徑的半圓弧上的三點,o為半圓弧的圓心,在o點存在的垂直紙面向里運動的勻速電子束.mop=60,在m,n處各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖所示,這時o點的電子受到的洛倫茲力大小為f1.若將m處長直導(dǎo)線移至p處,則o點的電子受到的洛倫茲力大小為f2.那么f2與f1之比為(b)a.1b.2c.11d.12解析:長直導(dǎo)線在m,n,p處時在o點產(chǎn)生的磁

4、感應(yīng)強度b大小相等,m,n處的導(dǎo)線在o點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向都向下,合磁感應(yīng)強度大小b1=2b,p,n處的導(dǎo)線在o點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度夾角為60,合磁感應(yīng)強度大小b2=b,可得,b2b1=2,又因為f=qvb,所以f2f1=2,選項b正確.4.如圖所示,一束不計重力的帶電粒子沿水平方向向左飛入圓形勻強磁場區(qū)域后發(fā)生偏轉(zhuǎn),都恰好能從磁場區(qū)域的最下端p點飛出磁場.則這些粒子(b)a.運動速率相同b.運動半徑相同c.比荷相同d.從p點射出時的速度方向相同解析:畫出粒子的運動軌跡,例如從a點射入的粒子,其圓心為o1,因速度方向水平,則ao1豎直,因ao1=po1=r,可知平行四邊形opo1a為菱形,可知

5、r=r.同理,由c點,任意點d,e點入射的粒子做圓周運動的半徑都等于磁場區(qū)域圓的半徑r.根據(jù)r=r=可知,粒子的速率、比荷不一定相同,從p點射出時的速度方向也不相同.故選b.5.(2019山西榆社中學(xué)診斷)如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為b.在xoy平面內(nèi),從原點o處沿與x軸正方向成角(0或v0b.v0d.v0或v0,選項a正確.10.(多選)如圖所示,空間存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場,場內(nèi)有一絕緣的足夠長的直桿,它與水平面的夾角為,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負電小球套在直桿上,從a點由靜止沿桿下滑,小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為,在小球以后的運動過程

6、中,下列說法正確的是(bd)a.小球下滑的最大速度為vm=b.小球下滑的最大加速度為am=gsin c.小球的加速度一直在減小d.小球的速度先增大后不變解析:小球開始下滑時有mgsin -(mgcos -qvb)=ma,隨著v增大,a增大,當(dāng)v=時,a達到最大值即am=gsin ,此時洛倫茲力大小等于mgcos ,支持力為0,此后隨著速度增大,洛倫茲力增大,支持力增大,此后下滑過程中有mgsin -(qvb-mgcos )=ma,隨著v增大,a減小,當(dāng)vm=時,a=0,此時達到平衡狀態(tài),速度不變.所以整個過程中,v先增大后不變,a先增大后減小,所以b,d正確.11.(2019湖北武漢調(diào)研)(多

7、選)如圖(a)所示,在半徑為r的虛線區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的磁場,其變化規(guī)律如圖(b)所示.薄擋板mn兩端點恰在圓周上,且mn所對的圓心角為120.在t=0時,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,以初速度v從a點沿直徑ab射入場區(qū),運動到圓心o后,做一次半徑為的完整的圓周運動,再沿直線運動到b點,在b點與擋板碰撞后原速率返回(碰撞時間不計,電荷量不變),運動軌跡如圖(a)中所示.粒子的重力不計,不考慮變化的磁場所產(chǎn)生的電場,下列說法正確的是(bc)a.磁場方向垂直紙面向外b.圖(b)中b0=c.圖(b)中t0=d.若t=0時,質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子,以初速度v從a點沿ao入射,偏轉(zhuǎn)、碰

8、撞后,仍可返回a點解析:由題意知,粒子運動到圓心o后,做一次半徑為的完整的圓周運動,根據(jù)左手定則可判斷出磁場方向垂直紙面向里,選項a錯誤;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,有qvb0=m,且r=,可得b0=,選項b正確;帶電粒子做勻速圓周運動的周期t=,帶電粒子以初速度v從a點沿直徑ab射入場區(qū),運動到圓心o所需時間t=,所以題圖(b)中t0=t+t=+=,選項c正確;若t=0時,質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子以初速度v從a點沿直徑ab射入場區(qū),運動到圓心o后,根據(jù)左手定則知粒子將向下偏轉(zhuǎn)與擋板mn碰撞后運動圓周,再與擋板b碰撞后運動一段圓弧后射出場區(qū),不能返回a點,選項d錯誤.12.如圖,a,c兩點

9、分別位于x軸和y軸上,oca=30,oa的長度為l.在oca區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面向里的勻強磁場.質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,以平行于y軸的方向從oa邊射入磁場.已知粒子從某點射入時,恰好垂直于oc邊射出磁場,且粒子在磁場中運動的時間為t0.不計重力.(1)求磁場的磁感應(yīng)強度的大小;(2)若粒子先后從兩不同點以相同的速度射入磁場,恰好從oc邊上的同一點射出磁場,求該粒子這兩次在磁場中運動的時間之和;(3)若粒子從某點射入磁場后,其運動軌跡與ac邊相切,且在磁場內(nèi)運動的時間為t0,求粒子此次入射速度的大小.解析:(1)粒子在磁場中做勻速圓周運動,在時間t0內(nèi)其速度方向改變了90,故其周期t=4t0設(shè)磁感應(yīng)強度大小為b,粒子速度為v,圓周運動的半徑為r.由洛倫茲力提供向心力,得qvb=m勻速圓周運動的速度滿足v=聯(lián)立式得b=.(2)設(shè)粒子從oa邊兩個不同位置射入磁場,能從oc邊上的同一點p射出磁場,粒子在磁場中運動的軌跡如圖(a)所示.設(shè)兩軌跡所對應(yīng)的圓心角分別為1和2.由幾何關(guān)系有1+2=180粒子兩次在磁場中運動的時間之和t1+t2=2t0.(3)如圖(b),由題給條件可知,該粒子