高考物理一輪復習 第九章 磁場 第二講 磁場對運動電荷的作用課時作業(yè)

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1、第二講 磁場對運動電荷的作用A組基礎(chǔ)題一、單項選擇題1.初速度為v0的電子，沿平行于通電長直導線的方向射出，直導線中電流方向與電子的初始運動方向如圖所示，則()A電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變B電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變C電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變D電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變解析：由安培定則判定直線電流右側(cè)磁場的方向垂直紙面向里，再根據(jù)左手定則判定電子所受洛倫茲力向右，所以電子向右偏，由于洛倫茲力不做功，電子動能不變，即速率不變答案：A2.如圖所示，有界勻強磁場邊界線SPMN，速率不同的同種帶電粒子從S點沿SP方向同時射入磁場，粒子的帶電量相同，其中穿過a點的粒子速度v1與MN垂直；穿過b點的粒子速度v2

2、與MN成60角，設(shè)兩粒子從S到a、b所需時間分別為t1和t2，則t1t2為(重力不計)()A13B43C11 D32解析：粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，可求出從a點射出的粒子對應的圓心角為90，從b點射出的粒子對應的圓心角為60，由t可得t1t2906032，D正確答案：D3.如圖所示，M、N和P是以MN為直徑的半圓弧上的三點，O為半圓弧的圓心，在O點存在的垂直紙面向里運動的勻速電子束MOP60，在M、N處各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時O點的電子受到的洛倫茲力大小為F1.若將M處長直導線移至P處，則O點的電子受到的洛倫茲力大小為F2.那么F2與

3、F1之比為()A.1 B.2C11 D12解析：長直導線在M、N、P處時在O點產(chǎn)生的磁感應強度B大小相等，M、N處的導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度方向都向下，合磁感應強度大小為B12B，P、N處的導線在O點產(chǎn)生的磁感應強度夾角為60，合磁感應強度大小為B2B，可得，B2B12，又因為F洛qvB，所以F2F12，選項B正確答案：B4.(2017陜西渭南教學質(zhì)量檢測)如圖，半徑為R的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面(紙面)，磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里一電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑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6

4、0，則粒子的速率為(不計重力)()A. B.C. D.解析：設(shè)帶電粒子的軌跡半徑為r，由粒子的運動軌跡可知，帶電粒子的軌跡半徑為rR，由qvB，解得v，B正確答案：B二、多項選擇題5一電子以與磁場垂直的速度v從P處沿PQ方向進入長為d、寬為h的勻強磁場區(qū)域，從N點射出，如圖所示若電子質(zhì)量為m，電荷量為e，磁感應強度為B，則()AhdB電子在磁場中運動的時間為C電子在磁場中運動的時間為D洛倫茲力對電子做的功為零解析：過P點和N點作速度的垂線，兩垂線的交點即為電子在磁場中做勻速圓周運動時的圓心O，由勾股定理可得(Rh)2d2R2，整理知d，而R，故d ，所以A錯誤由帶電粒子在有界磁場中做勻速圓周運

5、動，得t，故B錯誤，C正確又由于洛倫茲力方向和粒子運動的速度方向總垂直，對粒子永遠也不做功，故D正確答案：CD6.(2017湖南懷化模擬)如圖所示為圓柱形區(qū)域的橫截面，在沒有磁場的情況下，帶電粒子(不計重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時，穿過此區(qū)域的時間為t；若該區(qū)域加沿軸線方向的勻強磁場，磁感應強度為B，帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛出此區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)了.根據(jù)上述條件可求得的物理量有()A帶電粒子的初速度B帶電粒子在磁場中運動的半徑C帶電粒子在磁場中運動的周期D帶電粒子的比荷解析：無磁場時，帶電粒子做勻速直線運動，設(shè)圓柱形區(qū)域橫截面的半徑為R0，則有v，而有磁場時，帶

6、電粒子做勻速圓周運動，由半徑公式可得R，由幾何關(guān)系得RR0，聯(lián)立各式可得；帶電粒子在磁場中運動的周期為Tt，由于不知R0，因此帶電粒子的運動半徑也無法求出，初速度無法求出，故C、D正確答案：CD7.(2017安徽蚌埠期末)如圖所示，ABCA為一個半圓形的有界勻強磁場，O為圓心，F(xiàn)、G分別為半徑OA和OC的中點，D、E點位于邊界圓弧上，且DFEGBO.現(xiàn)有三個相同的帶電粒子(不計重力)以相同的速度分別從B、D、E三點沿平行BO方向射入磁場，其中由B點射入磁場的粒子1恰好從C點射出，由D、E兩點射入的粒子2和粒子3從磁場某處射出，則下列說法正確的是()A粒子2從O點射出磁場B粒子3從C點射出磁場C

7、粒子1、2、3在磁場的運動時間之比為323D粒子2、3經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)角相同解析：從B點射入磁場的粒子1恰好從C點射出，可知帶電粒子運動的軌跡半徑等于磁場的半徑，由D點射入的粒子2的圓心為E點，由幾何關(guān)系可知該粒子從O點射出，同理可知粒子3從C點射出，A、B正確；1、2、3三個粒子在磁場中運動軌跡的圓心角為90、60、60，運動時間之比為322，C錯誤，D正確答案：ABD8.(2017山東濟寧模擬)如圖所示，勻強磁場分布在半徑為R的圓形區(qū)域MON內(nèi)，Q為半徑ON上的一點且OQR，P點為邊界上一點，且PQ與OM平行現(xiàn)有兩個完全相同的帶電粒子以相同的速度射入磁場(不計粒子重力及粒子間的相互作用)，其中粒

8、子1從M點正對圓心射入，恰從N點射出，粒子2從P點沿PQ射入，下列說法正確的是()A粒子2一定從N點射出磁場B粒子2在P、N之間某點射出磁場C粒子1與粒子2在磁場中的運動時間之比為32D粒子1與粒子2在磁場中的運動時間之比為21解析：兩帶電粒子在勻強磁場中的軌道半徑是相同的，粒子1恰好從N點射出，它們的軌跡半徑為R，如圖，O1是粒子1的軌跡圓心，O2是粒子2的軌跡圓心，連接OP，R，因為OQO2A，NAPQ，所以R，則粒子2一定過N點，A正確，B錯誤粒子1在磁場中運動的時間t1，而NO2A45，所以t2，粒子1與粒子2在磁場中的運動時間之比為21，C錯誤，D正確答案：ADB組能力題一、選擇題9

9、.(多選)(2017湖北荊門元月調(diào)考)如圖所示，空間有一邊長為L的正方形勻強磁場區(qū)域abcd，一帶電粒子以垂直于磁場的速度v從a處沿ab方向進入磁場，后從bc邊的點p離開磁場，L，若磁場的磁感應強度為B，則以下說法中正確的是()A粒子帶負電B粒子的比荷為C粒子在磁場中運動的時間為tD粒子在p處的速度方向與bc邊的夾角為30解析：粒子軌跡如圖：由左手定則知，粒子帶負電，A正確；設(shè)粒子軌跡圓心為O，由圖在abp中，tan ，30，由勾股定理有apL，過O作ap的垂線交ap于e，則在aOe中，sin ，r，解得粒子的比荷為，B錯誤；因粒子的軌跡所對應的圓心角為260，故粒子在磁場中運動的時間為tT，

10、C正確；因粒子速度偏向角260，則粒子在p處的速度方向與bc邊的夾角為30，D正確答案：ACD10.(多選)(2017安徽合肥一中等六校聯(lián)考)如圖在x軸上方存在垂直于紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，x軸下方存在垂直于紙面向外的磁感應強度為的勻強磁場一帶負電的粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，從原點O以與x軸成30角斜向上射入磁場，且在x軸上方運動半徑為R(不計重力)，則()A粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點OB粒子完成一次周期性運動的時間為C粒子在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為12D粒子第二次射入x軸上方磁場時，沿x軸方向前進了3R解析：根據(jù)左手定則判斷可知，粒子在第一象限沿順時針方向運動，而在第

11、四象限沿逆時針方向運動，故不可能回到原點O，故A錯誤因第四象限中磁感應強度為第一象限中的一半，故第四象限中的軌跡半徑為第一象限中軌跡半徑的2倍，如圖所示，由幾何關(guān)系可知，負電荷在第一象限軌跡所對應的圓心角為60，在第四象限軌跡所對應的圓心角也為60，在一個周期內(nèi)，粒子在第一象限運動的時間為t1T；同理，在第四象限運動的時間為t2T；完成一次周期性運動的時間為t1t2，故B正確由r，知粒子圓周運動的半徑與B成反比，則粒子在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為12，故C正確根據(jù)幾何知識得：粒子第二次射入x軸上方磁場時，沿x軸前進的距離為xR2R3R，故D正確答案：BCD二、非選擇題11.(201

12、7江蘇南京、鹽城模擬)如圖所示，在以O(shè)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B0.2 TAO、CO為圓的兩條半徑，夾角為120.一個質(zhì)量為m3.21026 kg、電荷量q1.61019 C的粒子經(jīng)電場加速后，從圖中A點沿AO方向進入磁場，最后以v1.0105 m/s的速度從C點離開磁場不計粒子的重力，求：(1)加速電場的電壓；(2)粒子在磁場中運動的時間；(3)圓形有界磁場區(qū)域的半徑解析：(1)在加速電場中qUmv2，U1 000 V.(2)粒子在磁場中運動的周期T，tT1.0106 s.(3)由Bqvm可知，粒子運動的軌跡半徑R0.10 m，圓形磁場的半徑為rRtan

13、300.058 m.答案：(1)1 000 V(2)1.0106 s(3)0.058 m12.(2017陜西咸陽模擬)如圖所示，A點距坐標原點的距離為L，坐標平面內(nèi)有邊界過A點和坐標原點O的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于坐標平面向里有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場區(qū)域，在磁場中運動，從x軸上的B點射出磁場區(qū)域，此時速度方向與x軸的正方向之間的夾角為60，求：(1)磁場的磁感應強度大??；(2)磁場區(qū)域的圓心O1的坐標；(3)電子在磁場中運動的時間解析：(1)由題意得電子在有界圓形磁場區(qū)域內(nèi)受洛倫茲力做圓周運動，設(shè)圓周運動軌跡半徑為r，磁場的磁感應強度為

14、B，則有ev0Bm過A、B點分別作速度的垂線交于C點，則C點為軌跡圓的圓心，已知B點速度與x軸夾角為60，由幾何關(guān)系得，軌跡圓的圓心角C60ACBCr，已知OAL，得OCrL由幾何知識得r2L由得B(2)由于ABO在有界圓周上，AOB90，得AB為有界磁場圓的直徑，故AB的中點為磁場區(qū)域的圓心O1，由易得ABC為等邊三角形，磁場區(qū)域的圓心O1的坐標為(L，)(3)電子做勻速圓周運動，則圓周運動的周期為T由得電子在磁場中運動的時間t.答案：(1)(2)(L，)(3)6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375