2013年高考红对勾第二轮专题复习资料 课时作业5 磁场及带电粒子在磁场中的运动

2013年高考红对勾第二轮专题复习资料 课时作业5 磁场及带电粒子在磁场中的运动内容摘要：

1、磁场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(每小题 8 分，共 64 分)1如图所示，矩形 域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有 5 个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示粒子编号 质量 电荷量(q0) 速度大小1 m 2q m 2q 2m 3q 3m 2q 3m q 图中 进入的粒子对应表中的编号分别为()A3,5,4 B4,2,5C5,3,2 D2,4,5解析：根据半径公式 r 结合表格中数据可求得 15 ：3：3：2，说明第一组正粒子的半径最小，该粒子从 界进 2、入磁场逆时针运动由图可知 a、b 粒子进入磁场也是逆时针运动，则都为正电荷，而且 a、b 粒子的半径比为 2：3，则 a 一定是第 2 组粒子，b 是第 4 组粒子，c 顺时针运动为负电荷，半径与a 相等是第 5 组粒子正确答案为 2如图所示三根通电长直导线 P、Q 、R 互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为 I，方向垂直纸面向里 (已知电流为 I 的长直导线产生的磁场中，距导线 r，其中 k 为常数)某时刻有一电子 (质量为 m、电量为 e)正好经过原点 O，速度大小为 v，方向沿 y 轴正方向，则电子此时所受磁场力为 ()A方向垂直纸面向里，大小为2向指向 x 轴正方向，大小 3、为2向垂直纸面向里，大小为方向指向 x 轴正方向，大小为、Q 两电流在 O 处的合场强为零，故 O 点的磁感应强度相当于只由电流 R 产生，B O ，再由 F得电子所受洛伦兹力大小为 ，由左手定则可2 A 正确答案：图在 x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为 的匀强磁场一带负电的粒子从原点 O 以与 x 轴成 30角斜向在上方运动半径为 R 则()A粒子经偏转一定能回到原点 子在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为 2：1C粒子完成一次周期性运动的时间为2子第二次射入 x 轴上方磁场时，沿 x 轴前进 34医生做某些特殊手术时 4、，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及一对磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、b 之间会有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点间的距离为 3.0 管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为 160 V，磁感应强度的大小为 则血流速度的近似值和电极 a、b 的正负为( )A1.3 m/s ，a 正、b 负 B2.7 m/s ，a 5、正、b 负C1.3 m/s ，a 负、b 正 D2.7 m/s ，a 负、b 正答案：2012广东卷)质量和电量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示下列表述正确的是()AM 带负电，N 带正电BM 的速率小于 N 的速率C洛伦兹力对 M、N 做正功M 的运行时间大于 N 的运行时间解析：根据左手定则可知 N 带正电， M 带负电，A 正确；因为 r ，而 M 的半径大 的半径，所以 M 的速率大于 N 的速率，B 错；洛伦兹力永不做功，所以 C 错；M 和N 的运行时间都为 t ，所以 D 错6如图所示是质谱仪工作原理的示意图，带 6、电粒子 a、b 经电压 U 加速( 在 A 点初速度为 0)后，进入磁感应强度为 B 的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板 S 上的x1、x 2 处图中半圆形的虚线分别表示带电粒子 a、b 所通过的路径，则( )Aa 的质量一定大于 b 的质量Ba 的电荷量一定大于 b 的电荷量Ca 运动的时间大于 b 运动的时间Da 的比荷大于 b 的比荷解析：粒子经电场加速的过程，由动能定理有： 粒子在磁场中运动，由牛12 20顿第二定律如 m ，所以 R ，由图知 A、B 错，D 对； ，运行时间为 ，所以 a 运动的时间小于 b 运动的时间，C 错22答案：旋加速器 D 形盒的半径为 R，所加 7、磁场的磁感应强度为 B，被加速的质子从 D 形盒中央由静止出发，经交变电场加速后射出设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 T，若忽略质子在电场中的加速时间，则下列说法正确的是()A如果只增大交变电压 U，则质子在加速器中运行时间将变短B如果只增大交变电压 U，则电荷的最大动能会变大C质子在电场中加速的次数越多，其最大动能越大D交流电的周期应为子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，加速电压越大，回旋半径越大，回旋的次数越少，在回旋加速器中运动时间越短，故选项 A 正确；质子做圆周运动的半径最大只能等于 D 形盒的半径根据 R ，质子运动的最大速度为 m ，可见质子获得的动能与 D 形盒的半径 8、R，磁感应强12 2m ，以及质子的电荷量 q 和质量 m 有关，选项 误因为质子在磁场中每运动半周加速一次，加在两 D 形盒间的电压要与质子的运动同步，所以带电粒子运动的周期与高频，选项 D 错误答案：界 间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界 有一粒子源 S 平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界出磁场已知0 ，从边界 出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T/2(T 为粒子在磁场中运动的周期) ，则从边界 出的粒子在磁场中运动的时间可能为()A. B. C. 4 8解析：粒子在磁场中做逆时针方向 9、的圆周运动，由于所有粒子的速度大小相同，故弧长越小，粒子在磁场中运动的时间就越短，由于粒子在磁场中运动的最长时间为 ，沿 图所示作出粒子运动轨迹图，由几何关系可知当粒子在磁场中做圆周运动绕过的弧所对应的弦垂直边界 ，在磁场中运动时间最短，C ，则 弦 于半径，相应60，即最短时间为 t T12 60360，所以 A、B 、C 正确算题(共 36 分，每题 12 分)方形 .6 m，宽 .3 m，O、e 分别是 ad、中点，以 直径的半圆内有垂直于纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场) ，磁感应强度 B一群不计重力、质量 m 3107 荷量 q210 3 C 的带电粒子以速度v510 2 m/s 沿 10、垂直 向且垂直于磁场射入磁场区域，不考虑粒子间的相互作用(1)若从 O 点射入的带电粒子刚好沿 线射出，求空间所加电场的大小和方向(2)若只有磁场时，某带电粒子从 O 点射入，求该粒子从长方形 出的位置解析：(1)若从 O 点射入的带电粒子刚好沿 线射出，则粒子所受的洛伦兹力与电场力平衡，即 E25 V/，所以电场力方向向下，因为粒子带正电，所以电场方向与 平行向下(2)如图所示，若只有磁场时，某带电粒子从 O 点射入，由左手定则可知粒子射入后向上偏转由 m 得：轨道半径 R 0.3 60 y 2(以 yy 1y 2解得 y1)me 点的距离为 1)125 V/m；与 平行向下(2)射出点在 11、e 点上方距 e 点 m 处10如图所示，在 x 轴上方有一匀强电场，场强大小为 E，方向竖直向下，在 x 轴下方有一匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里在 x 轴上有一点 P，离原点距离为 a，现有一带电荷量为q，质量为 m 的粒子，从 00 区域，粒子重力不计)解析：粒子必须从电场中释放，根据洛伦兹力方向可知释放点必须在 P 点的左侧空间：01)的颗粒打在收集板上的位置到 O 点的距离解析：本题考查复合场中带电颗粒的运动规律，意在考查考生对电场力、洛伦兹力的特点掌握和带电颗粒在复合场中的轨迹和受力情况判断(1)设带电颗粒的电荷量为 q，质量为 代入，得 Ek(2)如图，有3d) 2( Rd) 2得 B)如图所示，有m3d2 1 3d2y2y 1y 2得 y d(5 )25 2 93 9。