高考物理總復(fù)習磁場時磁吃運動電荷的作用課時訓練教科版20180723322

1、第2課時磁場對運動電荷的作用1.(2019廣西桂林期中)在陰極射線管(電子從負極流向正極)的正上方平行放置通以電流I的一根直導線,其電流方向如圖所示.則陰極射線的偏轉(zhuǎn)方向為(D)A.垂直紙面向里B.向下垂直紙面向外C.向上 D.向下解析:由通電導線的電流方向,根據(jù)右手螺旋定則可得電子射線管處于垂直紙面向里的磁場,當電子流方向從左向右,則由左手定則可得電子向下偏轉(zhuǎn),選項D正確,A,B,C錯誤.2.(2019湖南瀏陽期中)(多選)在一個邊界為等邊三角形的區(qū)域內(nèi),存在一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場,在磁場邊界上的P點處有一個粒子源,發(fā)出比荷相同的三個粒子a,b,c(不計重力)沿同一方向進入磁場,三

2、個粒子通過磁場的軌跡如圖所示,用ta,tb,tc分別表示a,b,c通過磁場的時間;用ra,rb,rc分別表示a,b,c在磁場中的運動半徑,則下列判斷正確的是(AC)A.ta=tbtc B.tctbtaC.rcrbra D.rbrarc解析:粒子在磁場中做勻速圓周運動,由圖示情景可知,粒子軌道半徑rcrbra,粒子轉(zhuǎn)過的圓心角a=bc,粒子在磁場中做圓周運動的周期T=,由于粒子的比荷相同、B相同,則粒子周期相同,粒子在磁場中的運動時間t=T,由于a=bc,T相同,則ta=tbtc,選項A,C正確,B,D錯誤.3.(2019河北石家莊期中)如圖所示,一個電子沿AO方向垂直射入勻強磁場中,磁場只限于

3、半徑為r的圓內(nèi).若電子速度為v,質(zhì)量為m,帶電荷量為q,磁感應(yīng)強度為B. 電子在磁場中偏轉(zhuǎn)后從C點射出,AOC=120,下面結(jié)論正確的是(B)A.電子經(jīng)過磁場的時間為B.電子經(jīng)過磁場的時間為C.磁場半徑r為D.AC間的距離為解析:由Bqv=m,可得R=,由圖可知電子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角為60,根據(jù)幾何知識可知AC長等于半徑R=;電子運動的時間t=T=;分析可知,半徑r=Rtan30=,=R=,選項B正確,A,C,D錯誤. 4.(多選)空間存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場,圖中的正方形為其邊界,一細束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點入射.這兩種粒子帶同種電荷,它們的電荷量、質(zhì)量均不

4、同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子,不計重力.下列說法正確的是(BD)A.入射速度不同的粒子在磁場中的運動時間一定不同B.入射速度相同的粒子在磁場中的運動軌跡一定相同C.在磁場中運動時間相同的粒子,其運動軌跡一定相同D.在磁場中運動時間越長的粒子,其軌跡所對的圓心角一定越大解析:由于粒子比荷相同,由R=可知速度相同的粒子軌跡半徑相同,運動軌跡也必相同,選項B正確;對于入射速度不同的粒子在磁場中可能的運動軌跡如圖所示,由圖可知,粒子的軌跡直徑不超過磁場邊界一半時轉(zhuǎn)過的圓心角都相同,運動時間都為半個周期,而由T=知所有粒子在磁場運動周期都相同,選項A,C錯誤,再由t=T=可知選項D正確.5.

5、(多選)如圖所示,直線MN與水平方向成60角,MN的右上方存在垂直紙面向外的勻強磁場,左下方存在垂直紙面向里的勻強磁場,兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B.一粒子源位于MN上的a點,能水平向右發(fā)射不同速率、質(zhì)量為m(重力不計)、電荷量為q(q0)的同種粒子,所有粒子均能通過MN上的b點,已知ab=L,則粒子的速度可能是(AB)A.B.C.D.解析:由題意可知粒子可能的運動軌跡如圖所示,所有圓弧的圓心角均為120,所以粒子運動的半徑為R=(n=1,2,3,),由洛倫茲力提供向心力得qvB=m,則v=(n=1,2, 3,),選項A,B 正確.6.(2019河北邯鄲期中)如圖所示,在第一象限內(nèi)有垂直紙面向

6、里的勻強磁場,一對質(zhì)量和電荷量均相等的正、負離子(不計重力)分別以相同速度沿與x軸成30角從原點射入磁場,則正、負離子在磁場中(B)A.運動時間之比為12B.運動時間之比為21C.運動軌道半徑不相等D.重新回到邊界的位置與O點的距離相等解析:一對質(zhì)量和電荷量均相等的正、負離子(不計重力)分別以相同速度沿與x軸成30角從原點射入磁場,由半徑公式可得R=,它們的半徑相等,周期也相等.由于它們在磁場中運動的圓弧長度不一樣,所以它們的圓心角不等.因此它們在磁場中運動時間不一樣.正離子進入磁場后,在洛倫茲力作用下向上偏轉(zhuǎn),而負離子在洛倫茲力作用下向下偏轉(zhuǎn).正離子以60入射,則圓弧對應(yīng)的圓心角為120,而

7、負離子以30入射,則圓弧對應(yīng)的圓心角為60,所以正離子運動時間是負離子時間的2倍.選項A,C錯誤,B正確;它們的圓心角不等,則所對應(yīng)的弦也不等,即重新回到邊界的位置與O點的距離不相等,選項D錯誤.7.導學號 58826194(2019遼寧莊河期中)如圖所示,在圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,ab是圓的直徑.一不計重力的帶電粒子從a點射入磁場,速度大小為v,當速度方向與ab成30角時,粒子在磁場中運動的時間最長,且為t;若相同的帶電粒子從a點沿ab方向射入磁場,也經(jīng)時間t飛出磁場,則其速度大小為(D)A.vB.vC.vD.v解析:粒子在磁場中的運動半徑r=,當粒子從b點飛出磁場時,如圖1所

8、示,入射速度與出射速度與ab的夾角相等,所以速度的偏轉(zhuǎn)角為60,軌跡對應(yīng)的圓心角為60.設(shè)磁場的半徑為R,根據(jù)幾何知識得,軌跡半徑為r1=2R;根據(jù)T=,與速度無關(guān),當粒子從a點沿ab方向射入磁場時,經(jīng)過磁場的時間也是t,說明軌跡對應(yīng)的圓心角與第一種情況相等,也是60,如圖2所示,根據(jù)幾何知識得,粒子的軌跡半徑為r2=R,所以=,解得v=v,選項D正確.8.(2019山東省實驗中學第一次診斷)(多選)如圖所示,兩個質(zhì)量相等的帶電粒子a,b在同一位置A以大小相同的速度射入同一勻強磁場,兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30和60,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后兩粒子都經(jīng)過B點, AB連線與磁場邊界垂直,則(C

9、D)A.a粒子帶正電,b粒子帶負電B.兩粒子的軌道半徑之比RaRb=1C.兩粒子所帶電荷量之比qaqb=1D.兩粒子的運動時間之比tatb=2解析:a粒子是30入射的,而b粒子是60入射的,由于從B點射出,則a粒子受到的洛倫茲力方向沿b粒子速度方向,而b粒子受到的洛倫茲力方向沿a粒子速度方向,由磁場方向得a粒子帶負電,而b粒子帶正電,選項A錯誤;A,B連線是兩粒子的運動圓弧對應(yīng)的弦,則弦的中垂線與各自速度方向直線的交點即為各自圓心.結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩圓心的連線與兩個半徑構(gòu)成一個角為30,另一個為60的直角三角形.根據(jù)幾何關(guān)系,則有兩半徑相比為RaRb=1,故B錯誤,由牛頓第二定律得qvB=m,解得q=,兩粒子所帶電荷量之比=,選項C正確;粒子在磁場中做圓周運動的周期T=,=,粒子在磁場中的運動時間t=T,兩粒子的運動時間之比=,選項D正確.9.導學號 58826195如圖所示,ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形,比荷為的電子以速度v0從A點沿AB邊出射,欲使電子經(jīng)過BC邊,磁感應(yīng)強度B的取值為(C)A.BB.BC.B解析