高考物理一輪復(fù)習(xí)第章磁場(chǎng)練案磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用新人教

1、練案26 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、選擇題(本題共8小題，15題為單選，68題為多選)1(2018河南省南陽(yáng)市高三上學(xué)期第五次月考)質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小物塊，從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個(gè)斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖所示，若帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對(duì)斜面的作用力恰好為零，下面說(shuō)法中正確的是( B )A小物塊一定帶正電荷B小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運(yùn)動(dòng)D小物塊在斜面上下滑過(guò)程中，當(dāng)小物塊對(duì)斜面壓力為零時(shí)的速率為解析帶電小球下滑后某時(shí)刻對(duì)斜面的作用力恰好為零，知洛倫茲力的方向垂直于斜面向上。

2、根據(jù)左手定則知，小球帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；小球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受重力、斜面的支持力、洛倫茲力，合外力沿斜面向下，大小為mgsin，根據(jù)牛頓第二定律知agsin，小球在離開(kāi)斜面前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)壓力為零時(shí)，在垂直于斜面方向上的合力為零，有mgcosqvB，解得v，故D錯(cuò)誤。2(2018四川成都月考)如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tb，當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tc，不計(jì)粒子重力。則( A )Avbvc12，tbtc21Bv

3、bvc21，tbtc12Cvbvc21，tbtc21Dvbvc12，tbtc12解析設(shè)正六邊形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時(shí)，從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rbL，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為120，由洛倫茲力提供向心力Bqvb，得L，且T，得tb；當(dāng)速度大小為vc時(shí)，從c點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角260，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rcL2L，同理有2L，tc，解得vbvc12，tbtc21，A項(xiàng)正確。3(2018湖北襄陽(yáng)高三期末)如圖所示，在0xa,0ya的長(zhǎng)

4、方形區(qū)域有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì))，它們的速度方向均在xOy平面內(nèi)的第一象限，且與y軸正方向的夾角分布在090范圍內(nèi)，速度大小不同，且滿足v，已知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則下列說(shuō)法正確的是( A )A所有粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷最長(zhǎng)的時(shí)間為B所有粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷最長(zhǎng)的時(shí)間小于 C從磁場(chǎng)上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時(shí)間大于D從磁場(chǎng)上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時(shí)間為解析粒子在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，所以有，Bvq，則有，R；又因?yàn)関，所以，2aR3a；粒子做

5、圓周運(yùn)動(dòng)的周期T；當(dāng)速度與y軸正方向的夾角為零時(shí)，有R越大，對(duì)應(yīng)的越小，所以，當(dāng)R3a時(shí)，最小，此時(shí)，sin ，所以，tT0)的小球由軌道左端A處無(wú)初速度滑下，當(dāng)小球滑至軌道最低點(diǎn)C時(shí)，給小球再施加一始終水平向右的外力F，使小球能保持不變的速率滑過(guò)軌道右側(cè)的D點(diǎn)，若小球始終與軌道接觸，重力加速度為g，則下列判斷正確的是( BD )A小球在C點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為qBB小球在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為3mgqBC小球從C到D的過(guò)程中，外力F大小保持不變D小球從C到D的過(guò)程中，外力F的功率增大解析因?yàn)槁鍌惼澚κ冀K對(duì)小球不做功，故洛倫茲力不改變小球速度的大小，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中只有重力做功，根據(jù)動(dòng)

6、能定理得：mgRmv2，解得：v。故小球在C點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為fqBvqB，A錯(cuò)誤；由左手定則可知，小球向右運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)若受到的洛倫茲力的方向向上，則有：NqvBmgm，解得：N3mgqvB3mgqB，B正確；小球從C到D的過(guò)程中，洛倫茲力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F增大，故C錯(cuò)誤；小球從C到D的過(guò)程中小球的速率不變，而洛倫茲力和支持力不做功，所以小球的動(dòng)能不變，拉力F的功率與重力的功率大小相等，方向相反。由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知，小球從C向D運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，豎直方向的分速度越來(lái)越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大，D正確。8(2018四川宜賓期中)如圖所示，兩方向

7、相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)被邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形ABC理想分開(kāi)，三角形內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，三角形頂點(diǎn)A處有一質(zhì)子源，能沿BAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子(質(zhì)子重力不計(jì))，所有質(zhì)子均能通過(guò)C點(diǎn)，質(zhì)子比荷k，則質(zhì)子的速度可能為( BD )A2kBLBCD解析因質(zhì)子帶正電，且經(jīng)過(guò)C點(diǎn)，其可能的軌跡如圖所示，所以圓弧所對(duì)圓心角均為60，所以質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑r(n1,2,3，)，由洛倫茲力提供向心力得Bqvm，即vBk(n1,2,3)，B、D項(xiàng)正確。二、非選擇題9(2018廣東梅州檢測(cè))如圖所示，在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在正方形對(duì)角線CE上

8、有一點(diǎn)P，其到CF、CD的距離均為，且在P點(diǎn)處有一個(gè)發(fā)射正離子的裝置，能連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)的各方向發(fā)射出速率不同的正離子。已知離子的質(zhì)量為m、電荷量為q，不計(jì)離子的重力及離子間的相互作用。求：(1)速率在什么范圍內(nèi)的所有離子均不可能射出正方形區(qū)域；(2)速率v的離子在DE邊的射出點(diǎn)距離D點(diǎn)的范圍。答案：(1)v(2)dL解析(1)依題意可知，若離子在正方形區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)不射出該正方形區(qū)域，則半徑r，對(duì)離子，由牛頓第二定律有qvBm，解得v。甲(2)當(dāng)v時(shí)，設(shè)離于在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由qvBm，可得R，要使離子從DE邊射出，則其必不能從CD射出，其臨界狀態(tài)是離子軌跡與CD邊相切，恰不

9、能從CD邊射出，設(shè)切點(diǎn)與C點(diǎn)距離為s，其軌跡如圖甲所示，由幾何關(guān)系得R2(s)2(R)2，解得sL，設(shè)此時(shí)DE邊出射點(diǎn)與D點(diǎn)的距離為d1，則由幾何關(guān)系有(Ls)2(Rd1)2R2，解得d1，乙而當(dāng)離子軌跡與DE邊相切時(shí)，離子恰好不能從EF邊射出，設(shè)此時(shí)切點(diǎn)與D點(diǎn)距離為d2，其軌跡如圖乙所示，由幾何關(guān)系有R2(LR)2(d2)2，解得d2L，故速率v的離子在DE邊的射出點(diǎn)距離D點(diǎn)的范圍為d2L。10.(2018山東省濰坊市高三上學(xué)期期末試題)如圖所示，在xOy平面第一象限的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。第四象限區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，區(qū)域、的寬度均為L(zhǎng)，高度分別為DEL，EF2L，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從左邊為(0，L)的A點(diǎn)以速度v0沿與y軸正方向成45夾角射入?yún)^(qū)域，經(jīng)x軸上的C點(diǎn)(圖中未畫出)進(jìn)入?yún)^(qū)域，不計(jì)粒子重力。(1)求OC的長(zhǎng)度；(2)要使粒子從DE邊界射出，I區(qū)域磁感應(yīng)