高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第9章 磁場 第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用課時規(guī)范訓(xùn)練

1、第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用課時規(guī)范訓(xùn)練基礎(chǔ)鞏固題組1(多選)如圖所示，一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線ab時，發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下偏，則()a導(dǎo)線中的電流從a流向bb導(dǎo)線中的電流從b流向ac若要使電子束的徑跡向上偏，可以通過改變ab中的電流方向來實現(xiàn)d電子束的徑跡與ab中的電流方向無關(guān)解析：選bc.由于ab中通有電流，在陰極射線管中產(chǎn)生磁場，電子受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知，陰極射線管中的磁場方向垂直紙面向里，所以根據(jù)安培定則，ab中的電流從b流向a.當(dāng)ab中的電流方向變?yōu)閺腶流向b時，則ab上方的磁場方向變?yōu)榇怪奔埫嫦蛲猓娮铀艿穆鍌惼澚ψ優(yōu)?/p>

2、向上，電子束的徑跡變?yōu)橄蛏掀D(zhuǎn)選項b、c正確2兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小不同、方向平行一速度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直的帶電粒子(不計重力)，從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后，粒子的()a軌道半徑減小，角速度增大b軌道半徑減小，角速度減小c軌道半徑增大，角速度增大d軌道半徑增大，角速度減小解析：選d.因洛倫茲力不做功，故帶電粒子從較強磁場區(qū)域進入到較弱的磁場區(qū)域后，其速度大小不變，由r知，軌道半徑增大；由角速度知，角速度減小，選項d正確3如圖所示，半徑為r的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應(yīng)強度大小為b，方向垂直于紙面向外一電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子沿平行

3、于直徑ab的方向射入磁場區(qū)域，射入點與ab的距離為，已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為60°，則粒子的速率為(不計重力)()a.bc. d.解析：選b. 如圖所示，粒子做圓周運動的圓心o2必在過入射點垂直于入射速度方向的直線ef上，由于粒子射入、射出磁場時運動方向間的夾角為60°，故圓弧enm對應(yīng)圓心角為60°，所以emo2為等邊三角形由于o1d，所以eo1d60°，o1me為等邊三角形，所以可得到粒子做圓周運動的半徑eo2o1er，由qvb，得v，b正確4如圖為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)原理圖，磁場方向如圖，某帶電粒子穿過s孔打在mn板上的p點則()a該

4、粒子一定帶負電ba極板電勢一定比b極板高c到達p點粒子的速度大小與a、b間電、磁場強弱無關(guān)d帶電粒子的比值越大，ps間距離越大解析：選b.粒子在mn右側(cè)的磁場中向上偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知粒子帶正電，故a錯誤；由左手定則可知，粒子在選擇器中受向上的洛倫茲力，此時粒子受力平衡，電場力的方向向下，所以電場強度的方向也向下，a極板電勢一定比b極板高，故b正確；由qeqvbab可知，粒子的速度v，到達p點粒子的速度大小與a、b間電、磁場強弱有關(guān)，故c錯誤；由洛倫茲力提供向心力得qvb，則，知比荷越大，r越小，ps間距離越小，故d錯誤5如圖所示，沿x方向有界、沿y方向無界的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面

5、向內(nèi)，大量的速率不同的電子(不計重力)從o點沿x軸正方向進入磁場，最終離開磁場下列判斷正確的是() a所有的電子都向x軸下方偏轉(zhuǎn)b所有的電子都做類平拋運動c所有的電子在磁場中運動時速度不變d只要是速率不同的電子，它們在磁場中運動的時間就一定不同解析：選a.根據(jù)左手定則，可以判斷電子受到的洛倫茲力的方向向下，所以所有的電子都向x軸下方偏轉(zhuǎn)，a正確電子在磁場中做勻速圓周運動，b錯誤洛倫茲力對電荷不做功，所有的電子在磁場中運動時速度大小不變，但方向時刻改變，c錯誤電子的速度不同，所有電子在磁場旋轉(zhuǎn)半個圓周后射出磁場，t都相同，它們運動的時間都相同，d錯誤6如圖，abcd是一個正方形的勻強磁場區(qū)域，經(jīng)

6、相等加速電壓加速后的甲、乙兩種帶電粒子分別從a、d射入磁場，均從c點射出，則它們的速率v甲v乙和它們通過該磁場所用時間t甲t乙的值分別為()a1121 b1221c2112 d1211解析：選b.帶電粒子在電場中加速有qumv2，帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)有qvbm，聯(lián)立解得v，即v，故；甲粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)用時t甲，乙粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)用時t乙可得，.由以上分析計算可知選項b正確綜合應(yīng)用題組7美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運動的特點，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得較高能量的帶電粒子方面前進了一步如圖所示為一種改進后的

7、回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強大小恒定，且被限制在a、c板間，帶電粒子從p0處由靜止釋放，并沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進入d形盒中的勻強磁場做勻速圓周運動對于這種改進后的回旋加速器下列說法正確的是()a帶電粒子每運動一周被加速一次bp1p2p2p3c加速粒子的最大速度與d形盒的尺寸無關(guān)d加速電場方向需要做周期性的變化解析：選a.由圖可知帶電粒子每運動一周被加速一次，加速電場方向不需要做周期性變化，a正確，d錯誤由動能定理得nqumv2，又qbvm，可得r ，r與加速次數(shù)不成正比，故b錯誤最大動能為ek，r0為d形盒半徑，可知c錯誤8(多選)如圖所示，帶正電的a粒子和b粒子

8、先后以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強磁場的邊界上的o點分別以30°和60°(與邊界的夾角)射入磁場，又都恰好不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是()aa、b兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是ba、b兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是ca、b兩粒子之比是da、b兩粒子之比是解析：選bd.由題意知，粒子在磁場中運動時由洛倫茲力提供向心力，根據(jù)bqvm，得r.由幾何關(guān)系可得，對粒子b：rbcos 60°rbd，對粒子a：racos 30°rad，聯(lián)立解得，所以a錯誤，b正確再根據(jù)r，可得a、b兩粒子之比是，故c錯誤，d正確9如圖所示，兩勻強磁場方向相

9、同，以虛線mn為理想邊界，磁感應(yīng)強度分別為b1、b2.一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從mn上的p點沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場b1中，其運動軌跡為圖中虛線所示的“心”形圖線則以下說法正確的是()a電子的運行軌跡為pencmdpb電子運行一周回到p用時為tcb12b2db14b2解析：選c.根據(jù)左手定則可知：電子從p點沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場b1時，受到的洛倫茲力方向向上，所以電子的運行軌跡為pdmcnep，故a錯誤；電子在整個過程中，在勻強磁場b1中運動兩個半圓，即運動一個周期，在勻強磁場b2中運動半個周期，所以t，故b錯誤；由圖象可知，電子在勻強磁場b1中運動半徑是在勻強磁場b2中運

10、動半徑的一半，根據(jù)r可知，b12b2，故c正確，d錯誤10(多選)如圖所示，寬度為d的雙邊界有界磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為b.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電粒子(不計重力)從mn邊界上的a點沿紙面垂直mn以初速度v0進入磁場已知該帶電粒子的比荷，其中a為pq上的一點，且aa與pq垂直則下列判斷正確的是()a該帶電粒子進入磁場后將向下偏轉(zhuǎn)b該帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為2dc該帶電粒子打在pq上的點與a點的距離為dd該帶電粒子在磁場中運動的時間為解析：選bd.由左手定則知，該帶電粒子進入磁場后將向上偏轉(zhuǎn)，故a錯誤帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，

11、有qv0bm，解得r，又因為帶電粒子的比荷，則有r2d，故b正確由幾何關(guān)系可知，該帶電粒子打在pq上的點與a點的距離為sr(1cos 30°)2d×(2)d，故c錯誤由圖可知，該帶電粒子在勻強磁場中運動的圓心角為，所以粒子在磁場中運動的時間t×，故d正確11如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第四象限有垂直紙面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為m5.0×108 kg、電荷量為q1.0×106 c的帶電粒子從靜止開始經(jīng)u010 v的電壓加速后，從p點沿圖示方向進入磁場，已知op30 cm，(粒子重力不計，sin 37°0.6，cos 37°

12、;0.8)，求：(1)帶電粒子到達p點時速度v的大??；(2)若磁感應(yīng)強度b2.0 t，粒子從x軸上的q點離開磁場，求oq的距離；(3)若粒子不能進入x軸上方，求磁感應(yīng)強度b滿足的條件解析：(1)對帶電粒子的加速過程，由動能定理qumv2代入數(shù)據(jù)得：v20 m/s(2) 帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，有：qvb得r代入數(shù)據(jù)得：r0.50 m而0.50 m故圓心一定在x軸上，軌跡如圖甲所示由幾何關(guān)系可知：oqrrsin 53°故oq0.90 m(3)帶電粒子不從x軸射出(如圖乙)，由幾何關(guān)系得：oprrcos 53°r由并代入數(shù)據(jù)得：b t5.33 t(取“”照樣給

13、分)答案：(1)20 m/s(2)0.90 m(3)b5.33 t12如圖所示，一個帶負電的粒子沿磁場邊界從a點射出，粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，其中區(qū)域、內(nèi)的勻強磁場寬為d，磁感應(yīng)強度為b，垂直紙面向里，區(qū)域?qū)捯矠閐，粒子從a點射出后經(jīng)過、區(qū)域后能回到a點，不計粒子重力(1)求粒子從a點射出到回到a點經(jīng)歷的時間t；(2)若在區(qū)域內(nèi)加一水平向左的勻強電場且區(qū)域的磁感應(yīng)強度變?yōu)?b，粒子也能回到a點，求電場強度e的大小；(3)若粒子經(jīng)、區(qū)域后返回到區(qū)域前的瞬間使區(qū)域的磁場反向且磁感應(yīng)強度減半，則粒子的出射點距a點的距離為多少？解析：(1)因粒子從a點出發(fā)，經(jīng)過、區(qū)域后能回到a點，由對稱性可知粒子做圓周運動的半徑為rd由bqvm得v所以運動時間為t.(2)在區(qū)域內(nèi)由動能定理得qedmvmv2由題意知在區(qū)域內(nèi)粒子做圓周運動的半徑仍為rd由2b