（志鸿优化设计）2015高考物理二轮总复习 专项能力训练 专题9 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动（含解析）

（志鸿优化设计）2015高考物理二轮总复习 专项能力训练 专题9 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动（含解析）内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动(时间:45 分钟满分:100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 8 分,共 64 分。 在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1.(2014课标全国,16)如图,铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。 一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出,从 Q 点穿越铝板后到达 中点 O。 已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力。 铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(). 2014辽宁沈阳质检)如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,两个质量和电荷量都 2、相同的带电粒子 a、b,以不同的速率沿着 向对准圆心 O 射入磁场,其运动轨迹如图。 若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是()子在磁场中运动时间较长D.a、b 粒子在磁场中运动时间一样长3.(2014北京海淀模拟)一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方,其中的电流方向为自西向东,该导线所受地磁场的安培力方向为()直向上 根相互平行的长直导线过纸面上的 M、N 两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。 a、o、b 在 M、N 的连线上,o 为 中点,c、d 位于 中垂线上,且 a、b、c、d 到 o 点的距离均相等。 关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()处的磁感应强度为 3、零B.a、b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c 两点处磁感应强度的方向不同高中物理资源下载平台世昌的博客 ,在纸面内半径为 R 的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为 B 的匀强磁场,一点电荷从图中 A 点以速度 该电荷离开磁场时,速度方向刚好改变了 180,不计电荷的重力,下列说法正确的是() t=2014河南重点中学联考)如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆的直径。 一带电粒子从 a 点射入磁场,速度大小为 v、方向与 30角时,恰好从 b 点飞出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为 t;若同一带电粒子从 a 4、点沿 向射入磁场,也经时间 t 飞出磁场,则其速度大小为()v 2014重庆期末一诊)如图所示是电视机显像管的示意图。 电子枪发射电子经加速电场加速后,再经过偏转线圈打到荧光屏上。 某次使用时,电视画面的幅度比正常情况偏小,引起这种现象的原因是()圈匝数减少8.(2014江西师大附中摸底考试)如图所示,带异种电荷的粒子 a、b 以相同的动能同时从O 点射入宽度为 d 的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为 30和60,且同时到达 P 点。 a、b 两粒子的质量之比为() 二、非选择题(本题共 2 小题,共 36 分)高中物理资源下载平台世昌的博客 (18 分)如图所示,正方形匀强磁场 5、的边界长为 a,边界由绝缘弹性壁围成,磁场的磁感应强度为 B,质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子垂直于磁场方向和边界,从边界正中点 O 孔处射入磁场,其射入时的速度为,带电粒子与壁碰撞前后沿壁方向的分速度不变,垂直壁方向的分速度反向、大小不变,且不计摩擦,不计粒子所受重力,碰撞时无电荷量损失,求:(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;(2)带电粒子从 O 孔射入到从 O 孔射出所需要的时间。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (18 分)(2014安徽合肥质检)如图所示,在以 O 为圆心的圆形区域内,有一个方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小 B=,圆半径 R=10直平行放置的两 6、金属板连接在如图所示的电路中,电源电动势 E=91 V,内阻 r=1 ,定值电阻 0 ,滑动变阻器 0 ;两金属板上的小孔 2跟 O 点在垂直于极板的同一直线上,另有一水平放置的足够长的荧光屏 D,O 点跟荧光屏 D 之间的距离 H=20有比荷=4105C/正离子由小孔 小孔 过磁场后打在荧光屏 计离子的重力和离子在小孔 1)若离子能垂直打在荧光屏上,则电压表的示数多大?(2)滑动变阻器滑片 P 的位置不同,离子在磁场中运动的时间也不同。 求离子在磁场中运动的最长时间和此种情况下打在荧光屏上的位置到屏中心 O点的距离。 高中物理资源下载平台世昌的博客 析:设铝板上方和下方的磁感应强度为 2,由题意 7、可知,粒子在铝板上方与下方的运动半径和动能之比分别为 1, 1,又 r=,Ek=得 B=,故2,D 项正确。 析:由洛伦兹力提供向心力,有 解得 R=,可知粒子速度越大,转动半径越大,所以 b 粒子的速率较大,选项 B 正确,A 错误;转动圆心角越大,运动时间越长,因此应该是 a 粒子在磁场中运动时间较长,选项 C、D 错误。 析:根据左手定则可知安培力方向竖直向上,选项 C 正确。 析:由安培定则可知,两导线在 o 点产生的磁场均竖直向下,则合磁感应强度一定不为零,选项 A 错误;两导线在 a、 b 两点处产生的磁场方向均竖直向下,由对称性知,电流M 在 a 处产生的磁场的磁感应强度等于电流 N 8、在 b 处产生的磁场的磁感应强度,同时电流 M在 b 处产生的磁场的磁感应强度等于电流 N 在 a 处产生的磁场的磁感应强度,所以 a、 b 两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同,选项 B 错误;根据安培定则,两导线在 c、 d 两点处产生的磁场分别垂直于 c、 d 两点与导线连线方向向下,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知, c、 d 两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同,选项 C 正确;a、 c 两点处的合磁感应强度方向均竖直向下,选项 D 错误。 析:根据左手定则可知,该点电荷带负电,选项 D 错误;粒子在磁场中做匀速圆周运动,其速度方向的偏向角等于其运动轨迹所对应的圆 9、心角,根据题意,该粒子在磁场中的运动轨迹刚好是半个圆周,画出其运动轨迹并找出圆心 图所示,根据几何关系可知,轨道半径 r=,根据 r=和 t=可求出该点电荷的比荷为和该点电荷在磁场中的运动时间 t=,所以选项 B 正确,C 错误;该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线不通过 O 点,选项 A 错误。 本题答案为 B。 析:由题意可知,当带电粒子从 a 点射入,速度方向与 30角时,恰好从 出运动轨迹,找到圆心并确定半径。 可知圆心角为 60,所以 r=2R=。 若粒子沿向射入磁场,也经时间 t 飞出磁场,可知此时对应的轨迹圆心角也是 60,由几何关系可知其速度大小为 v,本题只有选项 C 正确。 析:当 10、加速电场电压过低,电子速率偏小,则会导致电子运动半径变小,从而使偏转角度增大,导致画面比正常偏大,故 A 错误;当偏转线圈电流过大,偏转磁场增强时,从而导致电子运动半径变小,所以导致画面比正常偏大,故 B 错误;电子枪发射能力减弱,电子数减少,而运动的电子速率及磁场不变,因此不会影响电视画面偏大或小,所以 C 错误;当偏转线圈匝间短路,线圈匝数减少时,导致偏转磁场减小,从而使电子运动半径增大,所以导致画面比正常偏小,故 D 正确;故选 D。 考点:本题考查了电子束的磁偏转原理及其应用。 析:两初速度方向互相垂直,作弦 中垂线,两个圆的圆心都在这条直线上,a、 b 两粒子在磁场中转过的圆心角之比为 11、12060 =21,由于时间 t=相等,所以二者高中物理资源下载平台世昌的博客 2;根据几何关系 r=,可得半径之比为 1,由 r=进一步得速度之比为 2,由于动能相等,所以质量之比为 34,选项 C 正确,其余选项均错误。 考点:本题考查带电粒子在磁场中的运动。 解析解析:(1)设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为 r,由牛顿第二定律有 r=a(2)由于 r=a2a,所以粒子射到 ,设射到 点 E 距 A 的距离为 r2=x)2,x=设粒子从 O 运动到 E 的时间为 为 ,如图所示,解得 = t=可得 t1= 次类似 曲线运动和 2 次匀速直线运动,才可从 O 点射出设粒子从 D 到 A 的匀 12、速直线运动时间为 得 t=8t2= 孔射入到射出所需要的时间为解析解析:(1)若离子由电场射出进入磁场后垂直打在荧光屏上,则离子在磁场中速度方向偏转了 90,离子在磁场中做圆周运动的径迹如图 1 所示。 图 1图 2由几何知识可知,离子在磁场中做圆周运动的圆半径 =10 m,得 中物理资源下载平台世昌的博客 ,离子在电场中加速,由动能定理有 得 入数值可得 0V,也就是电压表示数为 60V(2)两金属板间的电压越小,离子经电场加速后速度也越小,离子在磁场中做圆周运动的半径越小,射出电场时的偏转角越大,在磁场中运动的时间越长,所以滑片在变阻器 子在磁场中运动的时间最长。 由闭合电路欧姆定律有 I=1=20V由 0 所示, 几何关系可得 以 = 60故离子在磁场中运动的最长时间为t=T= s5 0 中, = 30,所以 A、 O间距离 x=200cm。