【金榜教師用書】2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)精講精練-高效演練-第8講-磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

溫馨提示：此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。高效演練1.(2022·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ)關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的安培力,下列說(shuō)法正確的是()A.安培力的方向可以不垂直于直導(dǎo)線B.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向C.安培力的大小與通電直導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角無(wú)關(guān)D.將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角,安培力的大小肯定變?yōu)樵瓉?lái)的一半【解析】選B。本題考查安培力的大小和方向。安培力總是垂直于磁場(chǎng)與電流所打算的平面,因此,安培力總與磁場(chǎng)和電流垂直,A錯(cuò)誤,B正確;安培力F=BILsinθ,其中θ是導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向的夾角,所以C錯(cuò)誤;將直導(dǎo)線從中點(diǎn)折成直角,導(dǎo)線受到安培力的大小不僅與有效長(zhǎng)度有關(guān),還與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的相對(duì)位置有關(guān),D錯(cuò)誤。2.(2022·廊坊一模)兩個(gè)帶電粒子以同一速度、同一位置進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中它們的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。粒子a的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為r1,粒子b的運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為r2,且r2=2r1,q1、q2分別是粒子a、b所帶的電荷量,則()A.a帶負(fù)電、b帶正電,比荷之比為QUOTE∶QUOTE=2∶1B.a帶負(fù)電、b帶正電,比荷之比為QUOTE∶QUOTE=1∶2C.a帶正電、b帶負(fù)電,比荷之比為QUOTE∶QUOTE=2∶1D.a帶正電、b帶負(fù)電,比荷之比為QUOTE∶QUOTE=1∶1【解析】選C。由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及左手定則可推斷,a帶正電、b帶負(fù)電,依據(jù)qvB=mQUOTE,可得QUOTE=QUOTE,所以QUOTE∶QUOTE=r2∶r1=2∶1,選項(xiàng)C正確。3.(2022·武漢一模)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直于紙面對(duì)里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界過(guò)原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)a(0,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x軸正方向射入磁場(chǎng),并從x軸上的b點(diǎn)射出磁場(chǎng),此時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為60°。下列說(shuō)法中正確的是()A.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為QUOTEB.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為QUOTEC.磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)為(QUOTE,QUOTE)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】選B。如圖所示,依據(jù)幾何關(guān)系得ab=2L,Ob=QUOTEL,所以磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)(QUOTE,QUOTE),C錯(cuò)誤;電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)為(0,-L),D錯(cuò)誤;電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑R=2L,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=QUOTE×QUOTE=QUOTE,A錯(cuò)誤,B正確。4.(2022·東城區(qū)二模)如圖所示,M、N為兩條沿豎直方向放置的直導(dǎo)線,其中有一條導(dǎo)線中通有恒定電流,另一條導(dǎo)線中無(wú)電流。一帶電粒子在M、N兩條直導(dǎo)線所在的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),曲線ab是該粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。帶電粒子所受重力及空氣阻力均可忽視不計(jì)。關(guān)于導(dǎo)線中的電流方向、粒子帶電狀況以及運(yùn)動(dòng)的方向,下列說(shuō)法正確的是()A.M中通有自上而下的恒定電流,帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)B.M中通有自上而下的恒定電流,帶正電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)C.N中通有自上而下的恒定電流,帶正電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)D.N中通有自上而下的恒定電流,帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)【解題指南】解答本題應(yīng)留意以下三點(diǎn):(1)由運(yùn)動(dòng)軌跡確定粒子偏轉(zhuǎn)半徑的大小變化;(2)由qvB=mQUOTE確定磁感應(yīng)強(qiáng)度與半徑的關(guān)系;(3)由安培定則確定直線電流方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系?！窘馕觥窟xA?？拷鼘?dǎo)線M處,粒子的偏轉(zhuǎn)程度大,說(shuō)明靠近M處偏轉(zhuǎn)的半徑小,洛倫茲力供應(yīng)電子偏轉(zhuǎn)的向心力,由qvB=mQUOTE得圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=QUOTE,粒子速率不變,偏轉(zhuǎn)半徑變小,說(shuō)明B變強(qiáng),又靠近通電直導(dǎo)線的地方磁場(chǎng)強(qiáng),故只有M中通電流,故C、D錯(cuò)誤;依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),合外力指向弧內(nèi),當(dāng)M通向下的電流且粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng),利用安培定則可推斷,在M、N之間的磁場(chǎng)為垂直紙面對(duì)外,依據(jù)左手定則可以推斷,該粒子應(yīng)帶負(fù)電,故A正確,B錯(cuò)誤。5.如圖所示,一帶正電的質(zhì)子以速度v0從O點(diǎn)垂直射入,兩個(gè)板間存在垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知兩板之間距離為d,板長(zhǎng)為d,O點(diǎn)是板的正中間,為使質(zhì)子能從兩板間射出,試求磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)滿足的條件(已知質(zhì)子的帶電荷量為e,質(zhì)量為m)?！窘馕觥抠|(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),由牛頓其次定律得:ev0B=mQUOTE解得:R=QUOTE質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:若質(zhì)子從邊界PN射出,則:R1=QUOTE解得:B1=QUOTE若質(zhì)子從邊界MQ射出,則滿足:QUOTE=d2+(R2-QUOTE)2解得:R2=QUOTE故B2=QUOTE所以為使質(zhì)子能從兩板間射出,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的范圍是B2≤B≤B1,即QUOTE≤B≤QUOTE答案:QUOTE≤B≤QUOTE【總結(jié)提升】帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題的解題思路(1)解決帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,關(guān)鍵在