高考物理一輪復(fù)習(xí)高效演練創(chuàng)新題9.2《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》(含答案詳解)

1、高效演練·創(chuàng)新預(yù)測(cè)1.(2018·長(zhǎng)治模擬)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子,從a點(diǎn)沿垂直磁感線方向以初速度v開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間t后經(jīng)過b點(diǎn),a、b連線與初速度的夾角為,則t為()A.B.C.D.【解析】選B。t時(shí)間電子轉(zhuǎn)過的圓心角為2,則有t=T=,選項(xiàng)B正確。2. (多選)如圖所示,垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在正方形abcd區(qū)域內(nèi),O點(diǎn)是cd邊的中點(diǎn)。一個(gè)帶正電的粒子僅在磁場(chǎng)力的作用下,從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi),經(jīng)過時(shí)間t0后剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)?，F(xiàn)設(shè)法使該帶電粒子從O點(diǎn)沿紙面以與Od成30

2、76;角的方向,以大小不同的速率射入正方形內(nèi),那么下列說法中正確的是()A.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從cd邊射出磁場(chǎng)B.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從ad邊射出磁場(chǎng)C.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從bc邊射出磁場(chǎng)D.若該帶電粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)歷的時(shí)間是t0,則它一定從ab邊射出磁場(chǎng)【解析】選A、C。如圖所示,作出剛好從ab邊射出的軌跡、剛好從bc邊射出的軌跡、剛好從cd邊射出的軌跡和剛好從ad邊射出的軌跡。由從O點(diǎn)沿紙面以垂直于cd邊的速度射入正方形內(nèi),經(jīng)過時(shí)間t0后剛好從c點(diǎn)射出磁場(chǎng)可知,帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是2t0?？芍?從

3、ad邊射出磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間一定小于t0;從ab邊射出磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間一定大于等于t0,小于t0;從bc邊射出磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間一定大于等于t0,小于t0;從cd邊射出磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間一定是t0。3.(新題預(yù)測(cè))如圖所示,正五邊形abcde區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)沿角平分線方向射入磁場(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.tbtc=31B.tbtc=13C.tbtc=21D.tbtc=12【解析】選A。若粒子從b點(diǎn)離開磁場(chǎng),粒子做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的圓心角1=108&#

4、176;若粒子從c點(diǎn)離開磁場(chǎng),粒子做圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的圓心角2=36°根據(jù)T=,t=T,可知tbtc=31,選項(xiàng)A正確?！炯庸逃?xùn)練】 (多選)如圖所示,在正方形abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。a處有比荷相等的甲、乙兩種粒子,甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁場(chǎng),經(jīng)時(shí)間t1從d點(diǎn)射出磁場(chǎng),乙粒子沿與ab成30°角的方向以速度v2垂直射入磁場(chǎng),經(jīng)時(shí)間t2垂直cd射出磁場(chǎng),不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力,則下列說法中正確的是()A.v1v2=12B.v1v2=4C.t1t2=21D.t1t2=31【解析】選B、D。甲、乙兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,粒子在磁

5、場(chǎng)中的運(yùn)行周期為T=,因?yàn)榧?、乙兩種粒子的比荷相等,故T甲=T乙。設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),則由圖知甲粒子運(yùn)行半徑為r1=,運(yùn)行時(shí)間為t1=,乙粒子運(yùn)行半徑為r2=,運(yùn)行時(shí)間為t2=,而r=,所以v1v2=r1r2=4,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確;t1t2=31,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。4.如圖所示,在0xa、0y范圍內(nèi)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,它們的速度大小相同,速度方向均在xOy平面內(nèi),與y軸正方向的夾角分布在0°90°范圍內(nèi)。已知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑介于到a之間,從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間恰好為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期的四分之一。求:(1)最后離開磁場(chǎng)的粒子從粒子源射出時(shí)的速度的大小。(2)最后離開磁場(chǎng)的粒子從粒子源射出時(shí)的速度方向與y軸正方向夾角的正弦值?！窘馕觥?1)設(shè)粒子的發(fā)射速度為v,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,由牛頓第二定律和洛倫茲力公式,得qvB=m由式得R=當(dāng)<R<a時(shí),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子,其軌跡是圓心為O3的圓弧,圓弧與磁場(chǎng)的上邊界相切,如圖所示。設(shè)該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,依題意t=,得OO3A