（新課標）2020年高考物理一輪總復(fù)習 第九章 第二講 磁場對運動電荷的作用練習（含解析）

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1、 磁場對運動電荷的作用 [A組·基礎(chǔ)題] 1．處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動．將該粒子的運動等效為環(huán)形電流，那么此電流值( D ) 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)強度成正比 解析：設(shè)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期為T，則環(huán)形電流：I＝＝，可見，I與q的平方成正比，與v無關(guān)，與B成正比，與m成反比，故選D. 2. 如圖所示，有界勻強磁場邊界線SP∥MN，速率不同的同種帶電粒子從S點沿SP方向同時射入磁場，粒子的帶電量相同，其中穿過a點的粒子速度v1與MN垂直；穿過b點的粒子速度v2與MN成6

2、0°角，設(shè)兩粒子從S到a、b所需時間分別為t1和t2，則t1∶t2為(重力不計)( D ) A．1∶3　　　　　　　 B．4∶3 C．1∶1 D．3∶2 3. (2018·浙江臺州中學統(tǒng)考)如圖所示，帶電小球沿豎直的光滑絕緣圓弧形軌道內(nèi)側(cè)來回往復(fù)運動，勻強磁場方向水平，它向左或向右運動通過最低點時，下列說法錯誤的是( D ) A．加速度大小相等 B．速度大小相等 C．所受洛倫茲力大小相等 D．軌道對它的支持力大小相等 解析：帶電小球沿豎直的光滑絕緣圓弧形軌道向左或向右運動通過最低點的過程中，只有重力做功，機械能守恒，所以通過最低點時速度大小相等，選項B正確；由a＝得通

3、過最低點時加速度大小相等，選項A正確；通過最低點時所受洛倫茲力大小F＝qvB，選項C正確；向左或向右運動通過最低點時，洛倫茲力方向相反，而合力相等，所以軌道對它的支持力大小不相等，選項D錯誤． 4．(2018·北京豐臺區(qū)統(tǒng)練)如圖所示，甲、乙兩個帶等量異種電荷而質(zhì)量不同的帶電粒子，以相同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場邊界MN，進入方向垂直紙面向外的勻強磁場，在磁場中做勻速圓周運動，并垂直磁場邊界MN射出磁場，運動軌跡如圖中虛線所示．不計粒子所受重力及空氣阻力，下列說法正確的是( B ) A．甲帶負電荷，乙?guī)д姾? B．甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量 C．洛倫茲力對甲做正功 D．甲在磁場中運動的時間

4、等于乙在磁場中運動的時間 解析：根據(jù)左手定則，可以判斷甲帶正電荷，乙?guī)ж撾姾?，故A項錯誤；洛倫茲力方向始終垂直于粒子的速度方向，對甲、乙都不做功，故C項錯誤；粒子在磁場中的運動半徑為R＝，甲、乙?guī)щ娏亢退俾氏嗤?，甲的運動半徑較大，所以甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，故B項正確；粒子在磁場中運動的周期T＝，甲、乙都運動了半個周期，由于周期不等，所以兩者在磁場中運動的時間不相等，故D項錯誤． 5．(多選)一電子以與磁場垂直的速度v從P處沿PQ方向進入長為d、寬為h的勻強磁場區(qū)域，從N點射出，如圖所示．若電子質(zhì)量為m，電荷量為e，磁感應(yīng)強度為B，則( CD ) A．h＝d B．電子在磁場中運動的時

5、間為 C．電子在磁場中運動的時間為 D．洛倫茲力對電子做的功為零 6. (多選)如圖所示為圓柱形區(qū)域的橫截面，在沒有磁場的情況下，帶電粒子(不計重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時，穿過此區(qū)域的時間為t；若該區(qū)域加沿軸線方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛出此區(qū)域時，速度方向偏轉(zhuǎn)了.根據(jù)上述條件可求得的物理量有( CD ) A．帶電粒子的初速度 B．帶電粒子在磁場中運動的半徑 C．帶電粒子在磁場中運動的周期 D．帶電粒子的比荷 7．(多選) 如圖所示，ABCA為一個半圓形的有界勻強磁場，O為圓心，F(xiàn)、G分別為半徑OA和OC的中點，D

6、、E點位于邊界圓弧上，且DF∥EG∥BO.現(xiàn)有三個相同的帶電粒子(不計重力)以相同的速度分別從B、D、E三點沿平行BO方向射入磁場，其中由B點射入磁場的粒子1恰好從C點射出，由D、E兩點射入的粒子2和粒子3從磁場某處射出，則下列說法正確的是( ABD ) A．粒子2從O點射出磁場 B．粒子3從C點射出磁場 C．粒子1、2、3在磁場的運動時間之比為3∶2∶3 D．粒子2、3經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)角相同 8. (多選)(2018·長春模擬)如圖所示，寬d＝4 cm的有界勻強磁場，縱向范圍足夠大，磁感應(yīng)強度的方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一群帶正電的粒子從O點以相同的速率沿紙面不同方向進入磁場，若粒子在磁

7、場中做勻速圓周運動的軌道半徑均為r＝10 cm，則( AD ) A．右邊界：－8 cm＜y＜8 cm有粒子射出 B．右邊界：y＜8 cm有粒子射出 C．左邊界：y＞8 cm有粒子射出 D．左邊界：0＜y＜16 cm有粒子射出 解析：當粒子斜向上進入磁場運動軌跡與右邊界相切和粒子沿y軸負方向射入磁場時，粒子從右邊界射出的范圍最大，畫出粒子的運動軌跡(如圖所示)并根據(jù)幾何關(guān)系可求出，在右邊界－8 cm＜y＜8 cm范圍內(nèi)有粒子射出，選項A正確，選項B錯誤；當粒子斜向上進入磁場，運動軌跡與右邊界相切時，可求出粒子從左邊界y＝16 cm處射出，當粒子的速度方向與y軸正方向的夾角減小時，粒

8、子從左邊界射出的出射點向下移動，直到夾角為零時，粒子直接從O點射出，所以選項C錯誤，選項D正確． [B組·能力題] 9. (多選)如圖所示，空間有一邊長為L的正方形勻強磁場區(qū)域abcd，一帶電粒子以垂直于磁場的速度v從a處沿ab方向進入磁場，后從bc邊的點p離開磁場，＝L，若磁場的磁感應(yīng)強度為B，不計粒子的重力，則以下說法中正確的是( ACD ) A．粒子帶負電 B．粒子的比荷為 C．粒子在磁場中運動的時間為t＝ D．粒子在p處的速度方向與bc邊的夾角為30° 10. (多選)如圖，在x軸上方存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，x軸下方存在垂直于紙面向外的磁感

9、應(yīng)強度為的勻強磁場．一帶負電的粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，從原點O以與x軸成θ＝30°角斜向上射入磁場，且在x軸上方運動半徑為R(不計重力)，則( BCD ) A．粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點O B．粒子完成一次周期性運動的時間為 C．粒子在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為1∶2 D．粒子第二次射入x軸上方磁場時，沿x軸方向前進了3R 11．(多選) 如圖所示，A點距坐標原點的距離為L，坐標平面內(nèi)有邊界過A點和坐標原點O的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于坐標平面向里．有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)從A點以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場區(qū)域，在磁場中運動，從x軸上的B點射出磁

10、場區(qū)域，此時速度方向與x軸的正方向之間的夾角為60°，求： (1)磁場的磁感應(yīng)強度大小； (2)磁場區(qū)域的圓心O1的坐標； (3)電子在磁場中運動的時間． 解析：(1)由題意得電子在有界圓形磁場區(qū)域內(nèi)受洛倫茲力做圓周運動，設(shè)圓周運動軌跡半徑為r，磁場的磁感應(yīng)強度為B，則有 ev0B＝m① 過A、B點分別作速度的垂線交于C點，則C點為軌跡圓的圓心，已知B點速度與x軸夾角為60°，由幾何關(guān)系得， 軌跡圓的圓心角∠C＝60°② AC＝BC＝r，已知OA＝L，得OC＝r－L③ 由幾何知識得 r＝2L④ 由①④得B＝.⑤ (2)由于ABO在有界圓周上，∠AOB＝90°，得AB為有界磁場圓的直徑，故AB的中點為磁場區(qū)域的圓心O1，由③易得△ABC為等邊三角形，磁場區(qū)域的圓心O1的坐標為(L，)． (3)電子做勻速圓周運動，則圓周運動的周期為T＝⑥ 由②④⑥得電子在磁場中運動的時間t＝＝. 答案：(1)　(2)(L，)　(3) 6