2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)第2節(jié)磁吃運(yùn)動(dòng)電荷的作用作業(yè)與檢測(cè)含解析魯科版

1、第2節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用基礎(chǔ)必備1.(2019四川成都模擬)如圖是電子射線管示意圖.接通電源后,電子射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會(huì)看到一條亮線.要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn),在下列措施中可采用的是(b)a.加一磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向b.加一磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向沿y軸正方向c.加一電場(chǎng),電場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向d.加一電場(chǎng),電場(chǎng)方向沿y軸正方向解析:若加一沿z軸負(fù)方向的磁場(chǎng),根據(jù)左手定則,洛倫茲力方向沿y軸負(fù)方向,電子向y軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn),熒光屏上的亮線不偏轉(zhuǎn),故a錯(cuò)誤;若加一沿y軸正方向的磁場(chǎng),根據(jù)左手定則,洛倫茲力方向沿z軸負(fù)方向,亮線向下偏轉(zhuǎn),故b正確;若加一沿z軸負(fù)方向的電場(chǎng)

2、,電子帶負(fù)電,電場(chǎng)力方向沿z軸正方向,亮線向上偏轉(zhuǎn),故c錯(cuò)誤;若加一沿y軸正方向的電場(chǎng),電子帶負(fù)電,電場(chǎng)力方向沿y軸負(fù)方向,電子向y軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn),熒光屏上的亮線不偏轉(zhuǎn),故d錯(cuò)誤.2.(2019福建南平模擬)如圖所示,在邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域abcd內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),有一個(gè)質(zhì)量為m,帶電荷量大小為q的離子,從ad邊的中點(diǎn)o處以速度v垂直ad邊界向右射入磁場(chǎng)區(qū)域,并從b點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng).則(d)a. 離子在o,b兩處的速度相同b. 離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為c. 若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度b,則離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間增大d. 若磁感應(yīng)強(qiáng)度b,選項(xiàng)b錯(cuò)誤;若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度b,由r=可知,離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑

3、減小,離子將從ab邊射出,此時(shí)離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)變短,而運(yùn)動(dòng)速度的大小不變,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間減小,選項(xiàng)c錯(cuò)誤;若離子從bc邊射出,則r=,即b,選項(xiàng)d正確.3.(2019湖南婁底二模)如圖所示,m,n和p是以mn為直徑的半圓弧上的三點(diǎn),o為半圓弧的圓心,在o點(diǎn)存在的垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)的勻速電子束.mop=60,在m,n處各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過(guò)紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖所示,這時(shí)o點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為f1.若將m處長(zhǎng)直導(dǎo)線移至p處,則o點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為f2.那么f2與f1之比為(b)a.1b.2c.11d.12解析:長(zhǎng)直導(dǎo)線在m,n,p處時(shí)在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁

4、感應(yīng)強(qiáng)度b大小相等,m,n處的導(dǎo)線在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都向下,合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b1=2b,p,n處的導(dǎo)線在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度夾角為60,合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b2=b,可得,b2b1=2,又因?yàn)閒=qvb,所以f2f1=2,選項(xiàng)b正確.4.如圖所示,一束不計(jì)重力的帶電粒子沿水平方向向左飛入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后發(fā)生偏轉(zhuǎn),都恰好能從磁場(chǎng)區(qū)域的最下端p點(diǎn)飛出磁場(chǎng).則這些粒子(b)a.運(yùn)動(dòng)速率相同b.運(yùn)動(dòng)半徑相同c.比荷相同d.從p點(diǎn)射出時(shí)的速度方向相同解析:畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,例如從a點(diǎn)射入的粒子,其圓心為o1,因速度方向水平,則ao1豎直,因ao1=po1=r,可知平行四邊形opo1a為菱形,可知

5、r=r.同理,由c點(diǎn),任意點(diǎn)d,e點(diǎn)入射的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑都等于磁場(chǎng)區(qū)域圓的半徑r.根據(jù)r=r=可知,粒子的速率、比荷不一定相同,從p點(diǎn)射出時(shí)的速度方向也不相同.故選b.5.(2019山西榆社中學(xué)診斷)如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為b.在xoy平面內(nèi),從原點(diǎn)o處沿與x軸正方向成角(0或v0b.v0d.v0或v0,選項(xiàng)a正確.10.(多選)如圖所示,空間存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng),場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿,它與水平面的夾角為,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球套在直桿上,從a點(diǎn)由靜止沿桿下滑,小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,在小球以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程

6、中,下列說(shuō)法正確的是(bd)a.小球下滑的最大速度為vm=b.小球下滑的最大加速度為am=gsin c.小球的加速度一直在減小d.小球的速度先增大后不變解析:小球開(kāi)始下滑時(shí)有mgsin -(mgcos -qvb)=ma,隨著v增大,a增大,當(dāng)v=時(shí),a達(dá)到最大值即am=gsin ,此時(shí)洛倫茲力大小等于mgcos ,支持力為0,此后隨著速度增大,洛倫茲力增大,支持力增大,此后下滑過(guò)程中有mgsin -(qvb-mgcos )=ma,隨著v增大,a減小,當(dāng)vm=時(shí),a=0,此時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),速度不變.所以整個(gè)過(guò)程中,v先增大后不變,a先增大后減小,所以b,d正確.11.(2019湖北武漢調(diào)研)(多

7、選)如圖(a)所示,在半徑為r的虛線區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的磁場(chǎng),其變化規(guī)律如圖(b)所示.薄擋板mn兩端點(diǎn)恰在圓周上,且mn所對(duì)的圓心角為120.在t=0時(shí),一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子,以初速度v從a點(diǎn)沿直徑ab射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心o后,做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng),再沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),在b點(diǎn)與擋板碰撞后原速率返回(碰撞時(shí)間不計(jì),電荷量不變),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(a)中所示.粒子的重力不計(jì),不考慮變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是(bc)a.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外b.圖(b)中b0=c.圖(b)中t0=d.若t=0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子,以初速度v從a點(diǎn)沿ao入射,偏轉(zhuǎn)、碰

8、撞后,仍可返回a點(diǎn)解析:由題意知,粒子運(yùn)動(dòng)到圓心o后,做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)左手定則可判斷出磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,有qvb0=m,且r=,可得b0=,選項(xiàng)b正確;帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期t=,帶電粒子以初速度v從a點(diǎn)沿直徑ab射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心o所需時(shí)間t=,所以題圖(b)中t0=t+t=+=,選項(xiàng)c正確;若t=0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子以初速度v從a點(diǎn)沿直徑ab射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心o后,根據(jù)左手定則知粒子將向下偏轉(zhuǎn)與擋板mn碰撞后運(yùn)動(dòng)圓周,再與擋板b碰撞后運(yùn)動(dòng)一段圓弧后射出場(chǎng)區(qū),不能返回a點(diǎn),選項(xiàng)d錯(cuò)誤.12.如圖,a,c兩點(diǎn)

9、分別位于x軸和y軸上,oca=30,oa的長(zhǎng)度為l.在oca區(qū)域內(nèi)有垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,以平行于y軸的方向從oa邊射入磁場(chǎng).已知粒子從某點(diǎn)射入時(shí),恰好垂直于oc邊射出磁場(chǎng),且粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0.不計(jì)重力.(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;(2)若粒子先后從兩不同點(diǎn)以相同的速度射入磁場(chǎng),恰好從oc邊上的同一點(diǎn)射出磁場(chǎng),求該粒子這兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和;(3)若粒子從某點(diǎn)射入磁場(chǎng)后,其運(yùn)動(dòng)軌跡與ac邊相切,且在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0,求粒子此次入射速度的大小.解析:(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在時(shí)間t0內(nèi)其速度方向改變了90,故其周期t=4t0設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b,粒子速度為v,圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r.由洛倫茲力提供向心力,得qvb=m勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度滿足v=聯(lián)立式得b=.(2)設(shè)粒子從oa邊兩個(gè)不同位置射入磁場(chǎng),能從oc邊上的同一點(diǎn)p射出磁場(chǎng),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖(a)所示.設(shè)兩軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角分別為1和2.由幾何關(guān)系有1+2=180粒子兩次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之和t1+t2=2t0.(3)如圖(b),由題給條件可知,該粒子