步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第八章 磁 场》第2讲 磁场对运动电荷的作用 习题

步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第八章 磁 场》第2讲 磁场对运动电荷的作用 习题内容摘要：

1、第 2 讲磁场对运动电荷的作用1初速为 电子， 沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图 1 所示，则()图 1A电子将向右偏转，速率不变 B电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变解析由安培定则可知，通电导线右方磁场方向垂直纸面向里，则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右，所以电子向右偏；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变答案图 2 所示，重力不计、初速度为 v 的正电荷，从 a 点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，若边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后 ()图 2A动能发生改变B运动轨迹 2、是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动C运动轨迹是一个半圆，并从 a 点上方某处穿出边界向左射出 D运动轨迹是一个半圆，并从 a 点下方某处穿出边界向左射出 解析洛伦兹力不做功，电荷的动能不变， A 不正确；由左手定则知，正电荷刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向向上，电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹是一个半圆，并从 a 点上方某处穿出边界向左射出， B、D 均不正确，C 正确答案量分别为 荷量分别为 两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动已知两粒子的动 量大小相等下列说法正确的是()A若 q1q 2，则它们做圆周运动的半径一定相等B若 m1m 2，则它们做圆周运动的半径一定相等C若 q1q 3、 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等D若 m1m 2，则它们做圆周运动的周期一定不相等解析 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即，得轨道半径 r ，已知两粒子动量大小相等，若 q1q 2，r1r 2，A 项正确；若 m1m 2，r 与 有关， B 项错误 ；带电粒子在磁场中运1 ，因此运动周期 T 或 ，若 m1m 2，但 ，周2qv 可相等，D 项错误；若 q1q 2，但 q 2期 T 也可相等， C 项错误答案 于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值 ( )A与粒子电荷量成正比 B与粒子速率成正比C与粒子 4、质量成正比 D与磁感应强度成正比解析 带电 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期 T ，该粒子运动2 ，由此可知， I选项 A 错误；I 与速率无关，qT 错误；I ，即 I 与 m 成反比，故选项 C 错误；IB，选项 D 正确1如图 4 所示的足够大匀强磁场中，两个带电粒子以相同方向垂直穿过虚线在的平面，一段时间后又再次同时穿过此平面，则可以确定的是()图 4A两粒子一定带有相同的电荷量B两粒子一定带同种电荷C两粒子一定有相同的比荷D两粒子一定有相同的动能解析粒子垂直穿 过 平面 次穿 过时速度一定又垂直此平面，因此两粒子均运动了半个周期，即粒子在磁 场中运动 的周期相同，由 T 可知，2 5、可以有不同的质量和 电荷量，A 错、C 对；无论粒子向哪个方向绕行，均运 动半个周期，所以粒子的电 性不能确定， B 错；粒子运动的周期与速度无关，所以动能也不能确定，D 错答案谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，如图 5 所示它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量图中虚线为某粒子运动轨迹，由图可知 ()图 5A此粒子带负电B下极板 上极板 势高C若只增大加速电压 U，则半径 r 变大D若只增大入射粒子的质量，则半径 r 变小解析 粒子从 孔进入磁场中，速度方向向下，粒子向左偏转，由左手定则可知粒子带正电带 6、正电的粒子在 板间加速，则要求场强的方向向下，那么 的电势高于 的电势粒子在电场中加速，由 动能定理有磁场中偏转， 则有 r ，联立两式解得 r ，由此式可12 或只增大 m 时，粒子的轨道半径都变大答案 图 6 所示，有一个正方形的匀强磁场区域 e 是 中点，f 是 果在 a 点沿对角线方向以速度 v 射入一带负电的带电粒子，恰好从e 点射出，则 ()图 6A如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从 d 点射出B如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从 f 点射出C如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从 改变粒子的速度使其分别从 e、d、f 点射出时，从 e 点射出所用时间最短解 7、析作出示意图如图所示，根据几何关系可以看出，当粒子从 d 点射出时， 轨道半径增大为原来的二倍，由半径公式 R 可知，速度也增大为原来的二倍，正确，显然 C 项错误；当粒子的速度增大为原来的四倍时，才会从 f 点射出，B 项错误；据粒子的周期公式 T ，可 见粒子的周期与速度无关，在2其 轨迹圆弧所对应的圆心角，所以从 e、d 射出时所用时间相等，从 f 点射出时 所用时间最短答案 空间存在着如图 7 甲所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场在磁场中A、B 两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块 A 带正电，物块 B 不带电且表面绝缘在 时刻，水平恒力 F 作用在物块 B 上，物块 A、 A、 8、B 一起向左运动的过程中，以下说法正确的是() 图 7A图乙可以反映 A 所受洛仑兹力大小随时间 t 变化的关系B图乙可以反映 A 对 B 的摩擦力大小随时间 t 变化的关系C图乙可以反映 A 对 B 的压力大小随时间 t 变化的关系D图乙可以反映 B 对地面压力大小随时间 t 变化的关系解析体向左做初速度为零的匀加速直线运动，所以 f 洛 与 t 成正比， 对 B 的摩擦大小恒定，B 错，A 对 B 压力 N1C 正确，B 对地压力 Mm) g 正确答案图 8 所示，O 点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子，它们的速度大小相等、速度方向均在 面内在直线xa 9、与 x2a 之间存在垂直于 面向外的磁感应强度为 B 的匀强磁场，与 y 轴正方向成 60角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出不计粒子的重力和粒子间的相互作用力关于这些粒子的运动，下列说法正确的是()图 8A粒子的速度大小为2子的速度大小为 y 轴正方向成 120角射出的粒子在磁场中运动的时间最长D与 y 轴正方向成 90角射出的粒子在磁场中运动的时间最长解析带正电粒子与 y 轴 正方向成 60角射出进入磁场后的轨迹如图甲所示，根据几何关系可得 a0，其中 R ，联立解得 v ，故选项 错误；带电粒子在匀 强磁场中运动的时间 t T，可见圆弧所对的圆2心角 越大，粒子在磁场中运动的时间越长，由 10、图甲中的几何关系可得粒子的轨道半径 R2a，因此当 带电粒子与 y 轴正方向成 120角射出的粒子在磁场中运动的圆弧所对圆心角最大为 120，粒子的运动轨迹恰好与磁场的右边界相切，如图乙所示，最长时间 T，故选项 C 正确、D 错误13答案图 所示，以 边界的两匀强磁场的磁感应强度为 2 ，现有一质量为 m、带电荷量q 的粒子从 O 点以初速度 v 沿垂直于 向发射在图中作出粒子的运动轨 迹，并求出粒子发射后第 7 次穿过直线 所经历的时间、路程及离开点 O 的距离(粒子重力不计)图 9解析 带电粒子在磁场中运动时满足 m ，即 r 所以粒子在两匀强磁场r 1其轨迹如图所示粒子在磁场中运动的周 11、期为 T 2 次穿过直线 所经历的时间为t2T 1 0 次穿过直线 所经历的路程为 s4r 13 0 次穿过直线 离开点 O 的距离 为 r 2 迹见解析图 100图 10 所示，两个同心圆，半径分别为 r 和 2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 处有一放射源，放出粒子的质量为 m，带电荷量为 q，假设粒子速度方向都和纸面平行图 10(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，初速度方向夹角为 60，要想使该粒子经过磁场第一次通过 A 点，则初速度的大小是多少。 (2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少。 解析(1)如图 所示，设粒子在磁场中的轨道半径 12、为 由几何关系得，又 m 得3r3 )设粒子轨迹与磁 场外边界相切时，粒子在磁场中的轨道半径为 由几何关系有(2 rR 2)2R 2 ，又 m ，可得 r4 子的初速度不能超过 1) (2)3 11(a)所示的 面处于匀强磁场中，磁场方向与 面(纸面)垂直，磁感应强度 B 随时间 t 变化的周期为 T，变化图线如图 (b)所示当 B 为B 0时，磁感应强度方向指向纸外在坐标原点 O 有一带正电的粒子 P，其电荷量与质量之比恰好等于 P 在某时刻 某一初速度沿 y 轴2 点开始运动，将它经过时间 T 到达的点记为 A.(a)(b)图 11(1)若 ，则直线 x 轴的夹角是多少。 (2)若 ，则直线 13、 x 轴的夹角是多少。 1)设粒子 P 的质量、电荷量与初速度分别为 m、q 与 v，粒子 P 在洛伦兹力作用下，在 面内做圆周运动，分别用 R 与 T表示圆周的半径和运动周期，则有m ( )2R2Tv 2式与已知条件得 T 在 t0 到 t 时间内，沿 顺时针方向运动半个圆周，到达 x 轴上 B 点，而，在 t 到 tT 时间内，沿逆时针方向运动半个圆达 x 轴上 A 点，如图所示 x 轴的夹角 0(2)粒子 P 在 时刻开始运动，在 t 到 t 时间内，沿顺时针方向运动4 达 C 点，此时磁场方向反转；继而，在 t 到 tT 时间内，沿逆14 达 B 点，此时磁场方向再次反转；在 tT 到 t 时间内，沿5圆周，到达 A 点，如 图所示由几何关系可知，A 点在 y 轴14上，即 x 轴的夹角。