高考物理一轮复习 课时跟踪检测44 磁场对运动电荷的作用.doc

课时跟踪检测四十四磁场对运动电荷的作用【基础过关】1.如图所示为一圆形区域的匀强磁场，在o点处有一放射源，沿半径方向射出速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从a点飞出磁场，带电粒子2从b点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，则()a带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为31b带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为1c带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为21d带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比为12解析：设匀强磁场圆形区域的半径为r，由qbv，得r，可知带电粒子1从a点飞出磁场，带电粒子2从b点飞出磁场，半径分别为r1rtan30，r2rtan60，所以r1r213；则带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为31；由t知，粒子1和2的周期之比为13，所以带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比值为.综上本题选a.答案：a2. (2016届辽宁师大附中月考)如图所示，正方形区域abcd中有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个粒子(不计重力)以一定速度从ab边的中点m沿既垂直于ab边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从ad边的中点n射出若将磁感应强度b变为原来的2倍，其他条件不变，则这个粒子射出磁场的位置是()aa点 bnd之间的某一点ccd之间的某一点 dbc之间的某一点解题思路：解答本题应抓住：粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式r.根据此公式分析，当将磁感应强度b变为原来的2倍时，粒子的轨迹半径如何变化，由几何知识确定这个粒子射出磁场的位置解析：一个粒子(不计重力)以一定速度从ab边的中点m沿既垂直于ab边又垂直于磁场的方向射入磁场，正好从ad边的中点n射出，所以由qbv得r.若将磁感应强度b变为原来的2倍，其他条件不变，粒子的轨道半径变为原来的一半，所以这个粒子射出磁场的位置是a点，综上本题选a.答案：a3.如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为b的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()a滑块受到的摩擦力不变b滑块到达地面时的动能与b的大小无关c滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下db很大时，滑块可能静止于斜面上解析：据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，c对；随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，a错；b越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，b错；由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑，故b再大，滑块也不可能静止在斜面上，d错答案：c4. (多选)如图所示，虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为b；一群电子以不同速率v从边界上的p点以相同的方向射入磁场其中某一速率为v0的电子从q点射出已知电子入射方向与边界夹角为，则由以上条件可判断()a该匀强磁场的方向垂直纸面向里b所有电子在磁场中的轨迹相同c速率大于v0的电子在磁场中运动时间长d所有电子的速度方向都改变了2解析：由左手定则可知，该匀强磁场的方向垂直纸面向里，a选项正确；由r，可知所有电子在磁场中的轨迹不相同，b选项错误；由于t，所以所有电子在磁场中的运动时间相同，c选项错误；所有电子偏转角度相同，所有电子的速度方向都改变了2，d选项正确综上本题选a、d.答案：ad【提升过关】一、单项选择题1(2016届江苏徐州月考)如图所示，一正电荷水平向右射入蹄形磁铁的两磁极间此时，该电荷所受洛伦兹力的方向是()a向左 b向右c垂直纸面向里 d垂直纸面向外解析：电荷所在位置的磁场方向向上，由左手定则可知该正电荷所受的洛伦兹力垂直于纸面向外，故选项d正确答案：d2图中四幅图分别表示磁场b的方向、正电荷(或负电荷)运动速度v的方向与电荷所受洛伦兹力f的方向三者间的相互关系(均相互垂直)，其中正确的是()解析：根据左手定则可判断，a项中，洛伦兹力方向正确；b项中，洛伦兹力方向水平向右；c项中，洛伦兹力方向水平向右；d项中，洛伦兹力方向垂直纸面向里答案：a3下列说法正确的是()a运动电荷在磁感应强度不为0的地方，一定受到洛伦兹力的作用b运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为0c洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度d洛伦兹力对带电粒子总不做功解析：电荷运动方向如果和磁感应强度方向共线，则不受洛伦兹力，a、b均错误；洛伦兹力总与电荷的运动方向垂直，因而会改变电荷的速度方向，却对电荷总不做功，所以c错误，d正确答案：d4.如图所示，长直导线ab附近有一带正电荷的小球用绝缘丝线悬挂在m点当ab中通以由ba的恒定电流时，下列说法正确的是()a小球受磁场力作用，方向与导线垂直且指向纸里b小球受磁场力作用，方向与导线垂直且指向纸外c小球受磁场力作用，方向与导线垂直并指向左方d小球不受磁场力作用解析：电荷和磁场相对静止时不受洛伦兹力作用，故d正确答案：d5(2017届广东中山一中等七校联考)真空中有两根长直金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流在两导线所确定的平面内，一电子由p点开始运动到q点的轨迹如图中曲线pq所示，则一定是()aab导线中通有从a到b方向的电流bab导线中通有从b到a方向的电流ccd导线中通有从c到d方向的电流dcd导线中通有从d到c方向的电流解析：注意观察图中的细节，靠近导线cd处，电子的偏转程度大，说明靠近cd处偏转的半径小，洛伦兹力提供电子偏转的向心力，qvb，圆周运动的半径r，电子速率不变，偏转半径变小，说明b变强，则cd导线中通有电流；根据曲线运动的特点，合外力指向弧内，则洛伦兹力指向左侧，根据左手定则可以判断，电流方向是从c到d，故c正确答案：c二、多项选择题6. (2017届江苏宿迁沭阳中学期末)如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的m、n两小孔中，o为m、n连线中点，连线上a、b两点关于o点对称；导线均通有大小相等、方向向上的电流；已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度bk，式中k是常量、i是导线中电流、r为点到导线的距离；一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点关于上述过程，下列说法正确的是()a小球一直做匀速直线运动b小球先做加速运动后做减速运动c小球对桌面的压力一直在增大d小球对桌面的压力先减小后增大解题思路：根据右手螺旋定则，判断出mn直线处磁场的方向，然后根据左手定则判断洛伦兹力大小和方向的变化，明确了受力情况，即可明确运动情况解析：根据右手螺旋定则可知直线m处的磁场方向垂直于mn向里，直线n处的磁场方向垂直于mn向外，磁场大小先减小过o点后反向增大，根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向开始向上，过o点后洛伦兹力的方向向下由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力一直在增大，故a、c正确，b、d错误故选a、c.答案：ac7. (2016届扬州模拟)如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从a点和b点向最低点o运动且两次经过o点时()a小球的动能相同b丝线所受的拉力相同c小球所受的洛伦兹力相同d小球的向心加速度相同解题思路：带电小球在重力与拉力及洛伦兹力共同作用下，绕固定点做圆周运动，由于拉力与洛伦兹力始终垂直于速度方向，它们对小球不做功因此仅有重力做功，则机械能守恒从而可以确定动能是否相同，并由此可确定拉力与洛伦兹力由向心加速度公式和牛顿第二定律列式分析解析：带电小球受到的洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过o点时速度大小不变，动能相同，a正确；小球分别从a点和b点向最低点o运动且两次经过o点时速度方向相反，由左手定则可知两次经过o点时洛伦兹力方向相反，绳的拉力大小也就不同，故b、c错误；由a可知向心加速度相同，d正确答案：ad8(2017届安徽蚌埠期末)如图所示，abca为一个半圆形的有界匀强磁场，o为圆心，f、g分别为半径oa和oc的中点，d、e点位于边界圆弧上，且dfegbo.现有三个相同的带电粒子(不计重力)以相同的速度分别从b、d、e三点沿平行bo方向射入磁场，其中由b点射入磁场的粒子1恰好从c点射出，由d、e两点射入的粒子2和粒子3从磁场某处射出，则下列说法正确的是()a粒子2从o点射出磁场b粒子3从c点射出磁场c粒子1、2、3在磁场的运动时间之比为323d粒子2、3经磁场偏转角相同解析：从b点射入磁场的粒子1恰好从c点射出，可知带电粒子运动的轨迹半径等于磁场的半径，由d点射入的粒子2的圆心为e点，由几何关系可知该粒子从o点射出，同理可知粒子3从c点射出，a、b正确；1、2、3三个粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为90、60、60，运动时间之比为322，c错误，d正确答案：abd三、计算题9(2016届山东滨州一模)如图所示，半径为r的圆形区域位于正方形abcd的中心，圆形区域内、外有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等，方向相反一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速率v0沿纸面从m点平行于ab边沿半径方向射入圆形磁场，在圆形磁场中转过90从n点射出，且恰好没射出正方形磁场区域，粒子重力不计求：(1)磁场的磁感应强度b；(2)正方形区域的边长；(3)粒子再次回到m点所用的时间解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，设粒子在圆形磁场中的轨迹半径为r1，qv0bm，由几何关系r1r，解得b.(2)设粒子在正方形磁场中的轨迹半径为r2，粒子恰好不从ab边射出，qv0bm，r2r，正方形的边长l2r12r24r.(3)粒子在圆形磁场中做圆周运动的周期t1，在圆形磁场中运动时间t1t1，粒子在正方形区域做圆周运动的周期t2，t1t2，再次回到m点的时间为tt1t2.答案：(1)(2)4r(3)10(2016届山东济南期末统考)如图所示的xoy平面上，以坐标原点o为圆心的四分之一圆形区域mon内分布着磁感应强度为b2103 t的匀强磁场，其中m、n点距坐标原点o为 m，磁场方向垂直于纸面向里坐标原点o处有一个粒子源，不断地向xoy平面发射比荷为5107 c/kg的带正电粒子，它们的速度大小都是v1105 m/s，与x轴正方向的夹角分布在090范围内(1)求平行于x轴射入的粒子，出射点的位置及在磁场中的运动时间；(2)求