（高中物理）82磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作2

1、【高考領(lǐng)航】高考物理總復(fù)習(xí) 8-2 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用練習(xí)1一個(gè)帶電粒子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)粒子的一段徑跡如下列圖徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小(帶電量不變)從圖中情況可以確定()A粒子從a到b，帶正電B粒子從a到b，帶負(fù)電C粒子從b到a，帶正電D粒子從b到a，帶負(fù)電解析：垂直于磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的帶電粒子受洛倫茲力作用，使粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑R.由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量減小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B、帶電荷量q不變又據(jù)Ekmv2知，v在減小，故R減小，可判定粒子從b向a運(yùn)動(dòng)；另據(jù)左手定那么，可判定粒子帶正電，C選項(xiàng)正確

2、答案：C2(·高考卷)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值()A與粒子電荷量成正比B與粒子速率成正比C與粒子質(zhì)量成正比D與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比解析：粒子僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有qvBm·，得R，周期T，其等效環(huán)形電流I，故D選項(xiàng)正確答案：D3(·高考大綱全國(guó)卷)質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)兩粒子的動(dòng)量大小相等以下說法正確的選項(xiàng)是()A假設(shè)q1q2，那么它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等B假設(shè)m1m2，那么它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等C假設(shè)q1q2，

3、那么它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等D假設(shè)m1m2，那么它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等解析：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，即qvB，得軌道半徑r，兩粒子動(dòng)量大小相等，假設(shè)q1q2，那么r1r2，A項(xiàng)正確；假設(shè)m1m2，r與 有關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T，因此運(yùn)動(dòng)周期T或，假設(shè)m1m2，但，周期T可相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤；假設(shè)q1q2，但q1v1q2v2，周期T也可相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤答案：A4(·模擬)1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的創(chuàng)造、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)假設(shè)一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如下列圖，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是(

4、)A該束帶電粒子帶負(fù)電B速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，質(zhì)量越大D在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子，比荷越小解析：根據(jù)左手定那么可確定粒子帶正電，A錯(cuò)誤；由速度選擇器中電場(chǎng)力和洛倫茲力方向相反知，P1板帶正電，B錯(cuò)誤；根據(jù)qvB，r，故可以確定C錯(cuò)誤、D正確答案：D5(·市質(zhì)檢)如下列圖，在圓形區(qū)域內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab是圓的一條直徑一帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為2v，方向與ab成30°時(shí)恰好從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t；假設(shè)僅將速度大小改為v，那么粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(不計(jì)帶電粒子所受重力)()A3tB.tC

5、.tD2t解析：當(dāng)速度為2v時(shí)，速度方向的偏向角為60°，時(shí)間tT.當(dāng)速度大小改為v時(shí)，RR，畫出速度為v時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，由幾何關(guān)系可知其圓心角為120°，tT2t.答案：D6(·市調(diào)研)如下列圖，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子，恰好從e點(diǎn)射出，那么()A如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出B如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點(diǎn)射出C如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩?，也將從d點(diǎn)射出D只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，從e點(diǎn)射出所用時(shí)間最

6、短解析：作出示意圖如下列圖，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當(dāng)粒子從d點(diǎn)射出時(shí)，軌道半徑增大為原來的二倍，由半徑公式R可知，速度也增大為原來的二倍，A項(xiàng)正確，顯然C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)粒子的速度增大為原來的四倍時(shí)，才會(huì)從f點(diǎn)射出，B項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)粒子的周期公式T，可見粒子的周期與速度無關(guān)，在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于其軌跡圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角，所以從e、d射出時(shí)所用時(shí)間相等，從f點(diǎn)射出時(shí)所用時(shí)間最短答案：A7(·西城區(qū)模擬)如下列圖，在x軸上方的空間存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，許多相同的離子，以相同的速率v，由O點(diǎn)沿紙面向各個(gè)方向(y>0)射入磁場(chǎng)區(qū)域不計(jì)離子所受重力，不計(jì)離子間的

7、相互影響圖中曲線表示離子運(yùn)動(dòng)的區(qū)域邊界，其中邊界與y軸交點(diǎn)為M，邊界與x軸交點(diǎn)為N，且OMONL.由此可判斷()A這些離子是帶負(fù)電的B這些離子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為L(zhǎng)C這些離子的比荷為D當(dāng)離子沿y軸正方向射入磁場(chǎng)時(shí)會(huì)經(jīng)過N點(diǎn)解析：根據(jù)左手定那么，離子帶正電，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖可知，粒子軌道半徑為L(zhǎng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；再根據(jù)qvB，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于ONL，粒子半徑為L(zhǎng)，ON恰好為粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，故D項(xiàng)正確答案：D8一電子以與磁場(chǎng)垂直的速度v從P處沿PQ方向進(jìn)入長(zhǎng)為d、寬為h的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，從N點(diǎn)射出，如下列圖，假設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，那么()AhdB電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C電子在磁場(chǎng)

8、中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D洛倫茲力對(duì)電子做的功為Bevh解析：過P點(diǎn)和N點(diǎn)作速度的垂線，兩垂線的交點(diǎn)即為電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)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(cuò)誤由帶電粒子在有界磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，得t，故B錯(cuò)誤、C正確又由于洛倫茲力方向和粒子運(yùn)動(dòng)的速度方向總垂直，對(duì)粒子永遠(yuǎn)也不做功，故D錯(cuò)誤答案：C9比荷為的電子以速度v0沿AB邊射入邊長(zhǎng)為a的等邊三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，如下列圖，為使電子從BC邊穿出磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍為()AB>BB<CB>DB<解析：電子進(jìn)入磁場(chǎng)后向上偏，剛好從C點(diǎn)沿切線方向穿出是臨界條件，要使電子從

9、BC邊穿出，其運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)比臨界半徑大，由R可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)比臨界值小，如圖，由幾何關(guān)系可得，半徑R，又ev0Bm，解得B，B選項(xiàng)正確答案：B10如下列圖，以ab為邊界的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B12B2B，現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量q的粒子從O點(diǎn)以初速度v沿垂直于ab方向發(fā)射在圖中作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出粒子發(fā)射后第7次穿過直線ab時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間、路程及離開點(diǎn)O的距離(粒子重力不計(jì))解析：帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足Bqvm，即r所以粒子在兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的半徑滿足r22r1其軌跡如下列圖粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為T由圖知粒子第7次穿過直線ab時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間為t2T1T2.由圖知粒子第7次穿過直線a

10、b時(shí)所經(jīng)歷的路程為s4r13r2由圖知粒子第7次穿過直線ab時(shí)離開點(diǎn)O的距離為OP2r2.答案：軌跡見解析圖11如下列圖，在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60°.一質(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(diǎn)A1處沿與A1A3成30°角的方向射入磁場(chǎng)，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點(diǎn)處射出磁場(chǎng)該粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t，求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小(忽略粒子重力)解析：設(shè)粒子的入射速度為v，粒子帶正電，故它在磁場(chǎng)中先順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，

11、再逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，最后從A4點(diǎn)射出，用B1、B2、R1、R2、T1、T2分別表示在磁場(chǎng)區(qū)和區(qū)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度、軌道半徑和周期qvB1m，qvB2m，T1，T2設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r，如下列圖，帶電粒子過圓心且垂直A2A4進(jìn)入?yún)^(qū)磁場(chǎng)連接A1A2，A1OA2為等邊三角形，A2為帶電粒子在區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1T1帶電粒子在區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在OA4的中點(diǎn)，即R2r在區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2T2帶電粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的總時(shí)間tt1t2由以上各式可得B1，B2答案：12如右圖所示，一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在ad邊中點(diǎn)O，垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向跟ad邊夾角 30°、大小為v0的帶正電粒子粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，ab邊足夠長(zhǎng)，粒子重力不計(jì)，求：(1)粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的v0大小范圍；(2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間解析：(1)假設(shè)粒子速度為v0，由qv0B，那么R假設(shè)軌跡與ab邊相切，如下列圖，設(shè)此時(shí)相應(yīng)速度為v01，那么R1R