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1、課時作業(yè) ( 二十七 ) 第 27 講磁場對運動電荷的作用基礎熱身1在武漢市某中學操場的上空中停著一個熱氣球，從它底部脫落一個塑料小部件，下落過程中由于和空氣的摩擦而帶負電，如果沒有風， 那么它的著地點會落在氣球正下方地面位置的 ()A偏東B偏西C偏南D 偏北22012揭陽模擬如圖K27 1 所示， 在示波管下方有一根水平放置的通電直導線，則示波管中的電子束將()圖 K27 1A向上偏轉(zhuǎn)B向下偏轉(zhuǎn)C向紙外偏轉(zhuǎn)D 向紙里偏轉(zhuǎn)3如圖 K27 2 所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v，若加一個垂直紙面向外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率()圖 K27 2A變
2、大B變小C不變D條件不足，無法判斷42012蘇北四市一模電視顯像管上的圖像是電子束打在熒光屏的熒光點上產(chǎn)生的為了獲得清晰的圖像， 電子束應該準確地打在相應的熒光點上 電子束飛行過程中受到地磁場的作用， 會發(fā)生我們所不希望的偏轉(zhuǎn) 電子重力不計， 從電子槍射出后自西向東飛向熒光屏的過程中，下列說法正確的是()A電子受到一個與速度方向垂直的恒力B電子在豎直平面內(nèi)做勻變速曲線運動C電子向熒光屏運動的過程中速率不發(fā)生改變D電子在豎直平面內(nèi)的運動是勻速圓周運動52012朝陽期末正方形區(qū)域ABCD中有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個 粒子 ( 不計重力 ) 以一定速度從AB邊的中點 M沿既垂直于AB邊又垂直于
3、磁場的方向射入磁場，正好從 AD邊的中點 N射出若將磁感應強度 B 變?yōu)樵瓉淼?2 倍，其他條件不變，則這個粒子射出磁場的位置是 ()A A點B ND之間的某一點1C CD之間的某一點D BC之間的某一點圖 K27 3圖 K27 462012廣西四市聯(lián)考( 雙選 ) 如圖 K27 4 所示，帶有正電荷的A 粒子和 B 粒子同時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點分別以與邊界的夾角為30和60的方向射入磁場，又恰好不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是()1A A、B 兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是33B A、B 兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是23m 1 C A、
4、B 兩粒子的 q之比是 3D 、兩粒子的m3之比是A Bq2 3圖 K27 572012廈門期末圖K27 5 是回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒， 兩個金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連 現(xiàn)分別加速氘核 (q1、 1) 和氦核 (q2、 2) 已mm知 q2 2q1， m22m1，下列說法中正確的是 () A它們的最大速度相同B它們的最大動能相同C僅增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動能D僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能技能強化82012鄭州模擬如圖 K27 6 所示，回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的裝置， 其核心部分是兩個 D形金屬盒， 置于勻強磁場
5、中， 兩盒分別與高頻交流電源相連，則帶電粒子獲得的最大動能與下列哪些因素有關()2圖 K27 6A加速的次數(shù)B加速電壓的大小C交流電的頻率D勻強磁場的磁感應強度92012廈門適應性考試顯像管原理的示意圖如圖K277 所示，當沒有磁場時， 電子束將打在熒光屏正中的O點，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn) 設垂直紙面向里的磁場方向為正方向，若使高速電子流打在熒光屏上的位置由a 點逐漸移動到b 點，下列變化的磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是()圖 K27 7ABCD圖 K27 810如圖K279 所示，在x0 的區(qū)域中，存在磁感應強度大小分別為B1 與 B2的勻強磁場，磁場方向垂直于
6、紙面向里，且B1 B2，一個帶負電、比荷為k 的粒子從坐標原點 O以速度 v 沿 x 軸負方向射出，粒子重力不計(1) 求粒子在兩個磁場中運動的軌道半徑；(2) 如果 B1 2B2，則粒子再次回到原點時運動了多長時間？(3) 要使該粒子經(jīng)過一段時間后又經(jīng)過O點， B1 與 B2 的比值應滿足什么條件？圖 K27 93挑戰(zhàn)自我112012湖北八校聯(lián)考如圖K27 10 所示，在正方形區(qū)域ABCD內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應強度為B 的勻強磁場在t 0 時刻，一位于AD邊中點 O的粒子源在ABCD平面內(nèi)發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向分布在與OD邊的夾角 0 180范圍內(nèi)
7、 已知沿 OD方向發(fā)射的粒子在t t 0 時刻剛好從磁場邊界CD上的 P 點離開磁場，粒子在磁場中做圓周運動的半徑恰好等于正方形邊長L，粒子重力不計，求：q(1) 粒子的比荷 ； m(2) 假設粒子源發(fā)射的粒子在 0 180范圍內(nèi)均勻分布， t 0 時刻仍在磁場中的粒子數(shù)與粒子源發(fā)射的總粒子數(shù)之比；(3) 從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間圖 K27 104課時作業(yè) ( 二十七 )1B 解析 小部件帶負電，下落過程受洛倫茲力作用，由左手定則， 洛倫茲力向西，它的著地點回落在氣球正下方地面偏西位置，B 正確2 A 解析 根據(jù)安培定則，通電導線在上方產(chǎn)生垂直紙面向外的磁場，又根據(jù)左手定則，電子
8、束受到向上的洛倫茲力，向上偏轉(zhuǎn)，A 正確3 B 解析 加一個垂直紙面向外的勻強磁場，帶負電的滑塊下滑時受到垂直于斜面向下的洛倫茲力，使得滑塊受到的摩擦力增大，故滑至底端時的速率變小，A、 C、 D錯誤，B 正確4CD 解析 電子在飛行過程中受到地磁場洛倫茲力的作用，洛倫茲力是變力而且不做功，所以電子的速率不發(fā)生改變，選項A、 B 錯誤，選項C 正確；電子在自西向東飛向熒光屏的過程中所受的地磁場磁感應強度的水平分量可視為定值，故電子在豎直平面內(nèi)所受洛倫茲力大小不變、方向始終與速度方向垂直，故電子在豎直平面內(nèi)的運動是勻速圓周運動，選項 D 正確a5A 解析 從 M射入從 N射出，則軌道半徑為r 2
9、( a 為正方形邊長 ) ，若將 B加倍，由半徑公式mvraA射出磁場， A 正確可得，粒子軌道半徑減半，即，所以粒子從RBq46BD 解析 粒子做勻速圓周運動， 由幾何關系， 有 RAcos30 RA d，RBcos60RBd，解得RA 1 cos60 3Rmv m RBmA/ qA31 cos30，A 錯，B 對；因半徑，故 R，故，R2 3qB q v/2 3m qBBBC錯， D 對v2Bqr7A 解析 由洛倫茲力提供向心力，有qvBmr ，即 v m ，當粒子運動的軌道半qBR徑最大即 r R時，粒子的速度達到最大，即vm m ，而氘核和氦核的比荷相等，所以它們的最大速度相同，選項A
10、 正確；又因為它們的質(zhì)量不同，所以它們的最大動能不同，選項Bm qBR錯誤；根據(jù)關系式v m 可知，粒子的最大速度或最大動能與磁感應強度B 和 D形金屬盒的尺寸 R有關，而與高頻電源的電壓或頻率無關，選項C、 D錯誤2mv8D 解析 在勻強磁場中， 帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，有 qvB R ，mv2mE（ qBR）2最大半徑 R qBkEk， D 正確qB ，帶電粒子獲得的最大動能2m9 A 解析 電子流打在熒光屏上的位置由a 點逐漸移動到b 點，洛倫茲力先向上后向下， 由左手定則， 磁場方向先向外后向里； 由 a 點逐漸移動到b 點，電子做圓周運動的半mv徑先增大再減小，由r
11、qB，則磁感應強度先減小再增大，故選A.10 (1) r 1 vr 2 vkB1kB22(3)B1n 1(2) t kBBn22mvq 解析 (1)粒子做圓周運動的半徑公式r qB，又 k m5 粒子在兩個磁 中運 的 道半徑r 1 v， r 2 vkB1kB2(2) 因 B1 2B2， r 2 2r 1，粒子再次回到原點需 左 兩個半 和右 一個半 ，則 左 兩個半 的 1 2 r 1 2 mmt v1 B1q B2q 右 一個半 的 t 2 r2 mv2B q22 m 2則總時間 t t 1 t 2 .B2qkB2(3) 在 xOy平面內(nèi)，粒子分 在左 和右 各運 一個半 ，其直徑差 d
12、2( r 2 r 1) ，如 所示粒子每 一次回旋，其y 坐 就減小d， n 次回旋 y 坐 減小2r 1 ，再 左 的半個 周恰好通 O點， d n 2r 1( n1， 2，3， )r 1n( n 1， 2，3， )所以2 1rnB1n 1( n 1， 2，3， )解得 B2 n512511 (1) 6Bt 0(2) 6(3)t ( arcsin4 ) t 0 解析 (1) 初速度沿OD方向 射的粒子在磁 中運 的 跡如 所示，其 心 ，N由幾何關系有：ONPT6，t12.0粒子做 周運 的向心力由洛 力提供，根據(jù)牛 第二定律得2 2Bqv m TR2 R且 vTq 解得 .m 6Bt 0(2) 依 意，同一 刻仍在磁 中的粒子到 O點距離相等在 t 0 刻仍在磁 中的粒子 位于以 O 心， OP 半徑的弧 PW上 .65由圖知 POW 65此時刻仍在磁場中的粒子數(shù)與總粒子數(shù)之比為.6(3) 在磁場中運動時間最長的粒子的軌跡應該與磁場邊界B 點相交 ，則 sin5設此粒子運動軌跡對應的圓心角為2 412arcsin54在磁場中運動的最長時間tt 2T0125所以從粒子發(fā)射到全部離開所用時間為t ( arcsin4 ) t 0.7
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