2022高中物理62磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用1每課一練魯科版選修3-1

《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》每課一練選擇題部分共10小題，每題6分在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確鄰近，有一帶正電的小球用絕緣絲線懸掛在M點(diǎn)，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示的恒定電流時(shí)，下列說法正確的選項(xiàng)是A小球受洛倫茲力作用，方向與導(dǎo)線AB垂直且指向紙里B小球受洛倫茲力作用，方向與導(dǎo)線AB垂直且指向紙外C小球受洛倫茲力作用，方向與導(dǎo)線AB垂直向左D小球不受洛倫茲力作用答案：D有電子、質(zhì)子、氘核和氚核以同樣的速度垂直射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們?cè)诖艌?chǎng)中都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則軌道半徑最大的是A氘核B氚核C電子D質(zhì)子解析：由公式r＝錯(cuò)誤!，質(zhì)量關(guān)系為me＜mD＜mT故有re＜r＝錯(cuò)誤!，由于粒子的動(dòng)能減小，故粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑漸漸變小，故粒子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橛蒪→a又由左手定則可知粒子帶負(fù)電答案：D4我國第21次南極科考隊(duì)在南極觀看到了美麗的極光極光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速?zèng)_入高空稀疏大氣層時(shí)，被地球磁場(chǎng)俘獲，進(jìn)而改變?cè)械倪\(yùn)動(dòng)方向，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)，如下圖這些高能粒子在運(yùn)動(dòng)過程中與大氣分子或原子強(qiáng)烈碰撞或摩擦進(jìn)而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特點(diǎn)的各樣顏色的光地磁場(chǎng)的存在使多半宇宙粒子不能達(dá)到地面而向人煙稀罕的兩極偏移，為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的，這主要與下列哪些因素有關(guān)A洛倫茲力對(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小B空氣阻力做負(fù)功，使其動(dòng)能減小C越靠近南北兩極，磁感覺強(qiáng)度越大D太陽對(duì)粒子的引力做負(fù)功解析：洛倫茲力永不做功，粒子向兩極運(yùn)動(dòng)的過程中，太陽的引力遠(yuǎn)小于洛倫茲力，做功可忽略不計(jì)，應(yīng)選項(xiàng)A、＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!，可知選項(xiàng)B、C正確答案：BC如下圖，空間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在圓滑水平面上固定一個(gè)帶負(fù)電的小球A，一合適的初速度，Q將在水平面上按圖示的軌跡做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過程中，由于Q內(nèi)部的因素，從Q中分別出一小塊不帶電的物質(zhì)C能夠認(rèn)為剛分別時(shí)兩者速度相同，則今后會(huì)向圓外飛去，C做勻速直線運(yùn)動(dòng)會(huì)向圓外飛去，C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)會(huì)向圓內(nèi)飛去，C做勻速直線運(yùn)動(dòng)會(huì)向圓內(nèi)飛去，C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：因?yàn)镼的質(zhì)量減小，電荷量及速度不變，因此洛倫茲力不變，庫侖力不變，由F向＝m錯(cuò)誤!可知所需的向心力將減小Q將做向心運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確答案：C如下圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入，沿曲線d，偏轉(zhuǎn)角等于圓心角θ＝2arctan錯(cuò)誤!＝2arctan錯(cuò)誤!，偏轉(zhuǎn)時(shí)間t＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!·arctan時(shí)間越長，圓心角越大，運(yùn)動(dòng)速率越小，選項(xiàng)C、D正確答案：CD8如圖甲所示，寬h＝2cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的

錯(cuò)誤!由此可得偏轉(zhuǎn)縱向范圍足夠大，均為則

5cm，不計(jì)粒子的重力，A右邊界：－4cm＜＜4cm內(nèi)有粒子射出B右邊界：＞4cm和＜－4cm內(nèi)有粒子射出C左邊界：＞8cm內(nèi)有粒子射出D左邊界：0＜＜8cm內(nèi)有粒子射出解析：作出如圖乙所示的示意圖，由幾何關(guān)系可得：臨界點(diǎn)距軸的間距＝錯(cuò)誤!＝4cm答案：AD9圖甲為電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖，線圈中心O處的黑點(diǎn)表示電子槍射出的電子，它的方向垂直紙面向外當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈中的電流方向如下圖時(shí)，電子束應(yīng)A向左偏轉(zhuǎn)B向上偏轉(zhuǎn)C向下偏轉(zhuǎn)D不偏轉(zhuǎn)解析：由右手螺旋定則能夠判斷出兩個(gè)線圈的左端均是N極，磁感線散布如圖乙所示再由左手定則判斷出電子應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)答案：C如圖甲所示，在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界過原點(diǎn)O和軸上的點(diǎn)a0，L一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點(diǎn)以初速度v0平行于軸正方向射入磁場(chǎng)，并從軸上的的方向與軸正方向的夾角為60°下列說法正確的選項(xiàng)是

b

點(diǎn)射出磁場(chǎng)，此時(shí)速度C磁場(chǎng)地區(qū)的圓心坐標(biāo)為錯(cuò)誤!，錯(cuò)誤!D電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)為0，－2L解析：由幾何知識(shí)∠aOb＝錯(cuò)誤!知，a、b兩點(diǎn)在地區(qū)圓的直徑兩頭，以a、b連線為邊、垂直于v0方向?yàn)榱硪贿呑鞯冗吶切?，如圖乙所示，極點(diǎn)c即為電子偏轉(zhuǎn)軌跡的圓心，軌跡半徑r＝ab2L電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!磁場(chǎng)區(qū)的圓心坐標(biāo)為錯(cuò)誤!L，錯(cuò)誤!電子軌跡的圓心坐標(biāo)為0，－L答案：BC非選擇題部分共3小題，共40分1113分1928年，狄拉克在他的電子理論計(jì)算中，預(yù)言有一種帶正電而其他性質(zhì)與電子相同的粒子——正電子，這成為當(dāng)時(shí)粒子物理實(shí)驗(yàn)的熱門話題1931～1933年，安德森在對(duì)宇宙射線的研究中發(fā)現(xiàn)一個(gè)不尋常的現(xiàn)象，那就是在云室coudchamber的照片中出現(xiàn)一種帶正電的粒子，而且其質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量如下圖，中央黑色平板為6mm的鉛板，安德森根據(jù)照片中的軌跡曲率估算出這種粒子的質(zhì)量大概與電子v，由動(dòng)能定理可得：R，由洛倫茲力提供向心力，有：的相同，所以圖中的曲線就是正電子經(jīng)過氣體時(shí)所留下的軌跡，，電荷量為e，實(shí)驗(yàn)方案中垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度為

B，鉛板下方軌跡的曲率半徑圓弧半徑為

r1，鉛板上方軌跡的曲率半徑為r2，則：正電子穿過鉛板的方向是向上仍是向下正電子穿過鉛板過程中戰(zhàn)勝阻力做的功是多少解析：1由左手定則能夠判斷，正電子穿過鉛板的方向向上也可根據(jù)下方軌跡半徑大于上方軌跡半徑推出在下方的粒子擁有更大的動(dòng)能，進(jìn)而獲得正電子向上穿過鉛板正電子穿過鉛板前知足：ev1B＝m錯(cuò)誤!正電子的動(dòng)能E＝錯(cuò)誤!mv錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!正電子穿過鉛板后知足：ev2B＝m錯(cuò)誤!正電子的動(dòng)能E′＝錯(cuò)誤!由動(dòng)能定理可知正電子穿過鉛板過程中戰(zhàn)勝阻力做的功為：W＝E－E′＝錯(cuò)誤!r錯(cuò)誤!－r錯(cuò)誤!答案：1向上2錯(cuò)誤!r錯(cuò)誤!－r錯(cuò)誤!1213分如圖甲所示，在屏

MN的上方有磁感覺強(qiáng)度為

B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，

a＝2R＝錯(cuò)誤!沿兩邊緣方向入射的粒子抵達(dá)

MN上的點(diǎn)重合為最近點(diǎn)，有：min＝2R·coθ＝錯(cuò)誤!coθ故被粒子打中地區(qū)的長度為：＝

錯(cuò)誤!1－co

θ答案：錯(cuò)誤!1－co

θ1314分圖甲為常有的激光器的原理圖初速度為零的電子經(jīng)加快后，射入上下排列著很多磁鐵的“孑孓”管中，相鄰的兩塊磁鐵的極性是相反的，在磁場(chǎng)的作用下電子扭動(dòng)著前進(jìn)，如同“孑孓”在水中游動(dòng)若加快電壓＝×104V，電子的質(zhì)量＝9×10－31kg，電荷量q＝×10－19C，每對(duì)磁極間的磁場(chǎng)可看做是平均的，磁感覺強(qiáng)度B＝9×10－4L＝30cm，垂直于紙面方向的長度為2LT，每一磁極的左右寬度60cm忽略左右磁極間的空隙，則當(dāng)電子從磁極的正中間向右垂直于磁場(chǎng)方向射入時(shí)，電子可經(jīng)過幾對(duì)磁極解析：設(shè)電子經(jīng)過加快電場(chǎng)后獲得的速度為2qU＝錯(cuò)誤!mv代入有關(guān)數(shù)據(jù)解得：v＝8×107m/電子進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為qvB＝m錯(cuò)誤!解