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1、課時作業(yè)25磁場對運動電荷的作用 時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8864)圖11如圖1所示，勻強磁場的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場邊界d點垂直于磁場方向射入，沿曲線dpa打到屏MN上的a點，通過pa段用時為t，若該微粒經(jīng)過p點時，與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個新微粒，最終打到屏MN上兩個微粒所受重力均忽略新微粒運動的()A軌跡為pb，至屏幕的時間將小于tB軌跡為pc，至屏幕的時間將大于tC軌跡為pb，至屏幕的時間將等于tD軌跡為pa，至屏幕的時間將大于t解析：碰撞過程其動量守恒，所以碰撞前后動量不變由r知，微粒的軌道半徑不變，故其軌跡仍為pa，但由于碰后其運動速率比原來
2、小，所以至屏幕時間將大于t.答案：D2質(zhì)子(p)和粒子以相同的速率在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，軌道半徑分別為Rp和R，周期分別為Tp和T.則下列選項正確的是()ARpR12TpT12BRpR11TpT11CRpR11TpT12DRpR12TpT11解析：由洛倫茲力提供向心力，則qvBm，R，由此得：由周期T得：，故A選項正確答案：A圖23如圖2所示，水平導(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將()A沿路徑a運動，軌跡是圓B沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大C沿路徑a運動，軌跡半徑越來越小D沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小解析：由r知B減小，r越來越大，故電子的
3、徑跡是a.圖3答案：B4如圖3所示是電視機中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖，它由繞在磁環(huán)上的兩個相同的線圈串聯(lián)而成，線圈中通有如圖3所示方向的電流當(dāng)電子束從紙里經(jīng)磁環(huán)中心向紙外射來時(圖中用符號“”表示電子束)它將()A向上偏轉(zhuǎn)B向下偏轉(zhuǎn)C向右偏轉(zhuǎn) D向左偏轉(zhuǎn)解析：由右手定則判斷在偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)部存在水平向左的磁場，再由左手定則判定電子束向上偏轉(zhuǎn)答案：A5如圖4所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場在邊長為2R的正方形區(qū)域里也有勻強磁場，兩個磁場的磁感應(yīng)強度大小相同兩個相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點射入勻強磁場在M點射入的帶電粒子，其速度方向指向圓心；在N點射入的帶電粒子，速度方向與邊界垂直，
4、且N點為正方形邊長的中點，則下列說法正確的是()圖4A帶電粒子在磁場中飛行的時間可能相同B從M點射入的帶電粒子可能先飛出磁場C從N點射入的帶電粒子可能先飛出磁場D從N點射入的帶電粒子不可能比M點射入的帶電粒子先飛出磁場圖5解析：畫軌跡草圖如圖5所示，容易得出粒子在圓形磁場中的軌跡長度(或軌跡對應(yīng)的圓心角)不會大于在正方形磁場中的，故A、B、D正確答案：ABD6如圖6所示，在屏MN的上方有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里P為屏上的一小孔，PC與MN垂直一群質(zhì)量為m 、帶電荷量為q的粒子(不計重力)，以相同的速率v，從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區(qū)域粒子入射方向在與磁場B垂直的平面
5、內(nèi)，且散開在與PC夾角為的范圍內(nèi)則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長度為()圖6A. B.C. D.圖7解析：能打到的范圍中最遠(yuǎn)點為2R處，其中R為軌跡半徑，R，最近點為2Rcos處，所以總長度L2R2Rcos.答案：D圖87如圖8所示，MN為兩個勻強磁場的分界面，兩磁場的磁感應(yīng)強度大小的關(guān)系為B12B2，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子從O點垂直MN進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B1的磁場，則經(jīng)過多長時間它將向下再一次通過O點()A. B.C. D.圖9解析：粒子在磁場中的運動軌跡如圖9所示由周期公式T知，粒子從O點進(jìn)入磁場到再一次通過O點的時間t ，所以B選項正確答案：B8(2020重慶高考)如圖10所示，矩
6、形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強磁場，有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進(jìn)入磁場，在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動軌跡為相應(yīng)的圓弧這些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示圖10粒子編號質(zhì)量電荷量(q0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)入的粒子對應(yīng)表中的編號分別為()A3、5、4 B4、2、5C5、3、2 D2、4、5解析：由左手定則可以判斷a、b帶同種電荷，且與C電性相反，再由R可以判斷5個粒子做圓周運動的半徑分別為、，結(jié)合題圖半徑可以判斷只有選項D正確答案：D二、計算題(31236)圖119如圖11中
7、MN表示真空室中垂直于紙面的平板，它的一側(cè)有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為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射入磁場區(qū)域，最后到達(dá)平板上的P點已知B、v以及P到O的距離l，不計重力，求此粒子的電荷量q與質(zhì)量m之比解析：粒子初速度v垂直于磁場，粒子在磁場中受洛倫茲力而做勻速圓周運動，設(shè)其半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律，有qvBm因粒子經(jīng)O點時的速度垂直于OP，故OP為直徑，l2R由此得答案：圖1210如圖12所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向相反且都垂直于紙面的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60.一
8、質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點A1處沿與A1A3成30角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入?yún)^(qū)，最后再從A4處射出磁場已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t，求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強度的大小(忽略粒子重力)解析：圖13設(shè)粒子的入射速度為v，已知粒子帶正電，故它在磁場中先順時針做圓周運動，再逆時針做圓周運動，最后從A4點射出用B1、B2、R1、R2、T1、T2分別表示在磁場區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強度、軌道半徑和周期qvB1mqvB2mT1，T2，設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r.如圖13所示，已知帶電粒子過圓心且垂直A2A4進(jìn)入?yún)^(qū)磁場連接A1A2，A1OA2為等邊三角形，A
9、2為帶電粒子在區(qū)磁場中運動軌跡的圓心，其軌跡的半徑R1A1A2OA2r圓心角A1A2O60，帶電粒子在區(qū)磁場中運動的時間為t1T1帶電粒子在區(qū)磁場中運動軌跡的圓心在OA4的中點，即R2r，在區(qū)磁場中運動的時間為t2T2帶電粒子從射入到射出磁場所用的總時間tt1t2由以上各式可得B1B2.答案：B1B211如圖14所示，在直角坐標(biāo)系的第象限和第象限中的直角三角形區(qū)域內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強度均為B5.0103 T的勻強磁場，方向分別垂直紙面向外和向里質(zhì)量為m6.641027kg、電荷量為q3.21019C的粒子(不計粒子重力)，由靜止開始經(jīng)加速電壓為U1205 V的電場(圖中未畫出)加速后，從坐標(biāo)點M(4，)處平行于x軸向右運動，并先后通過兩個勻強磁場區(qū)域圖14(1)請你求出粒子在磁場中的運動半徑；(2)你在圖中畫出粒子從直線x4到直線x4之間的運動軌跡，并在圖中標(biāo)明軌跡與直線x4交點的坐標(biāo)；(3)求出粒子在兩個磁場區(qū)域偏轉(zhuǎn)所用的總時間解析：(1)粒子在電場中被加速，由動能定理得qUmv2粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，則牛頓第二定律得qvBm聯(lián)立解得r(m)(2)由幾何關(guān)系可得，粒子恰好垂直穿過分界線，故正確圖象為(如圖15所示)(3)帶電粒子在磁場中的運動周期T圖15粒子在兩個磁場中分別偏轉(zhuǎn)的弧度為，在磁場中的運動總時間tT6.5106(s)答案：(1)(m)(2)略(3)6.5106(s)
【紅對勾】2020高考物理 磁場對運動電荷的作用課時作業(yè)
