（北京专用）2019版高考物理一轮复习 第十一章 磁场 第2讲 洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动检测.doc

第2讲洛伦兹力带电粒子在匀强磁场中的运动基础巩固1.如图所示的四幅图中,正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力f方向的是()2.(2017北京海淀期末,2,3分)来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子,若这些粒子都直接到达地面,将会对地球上的生命带来危害。但由于地磁场(如图所示)的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向,使得很多高能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响,关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下运动情况的判断,下列说法中正确的是()a.若带电粒子带正电,且沿地球赤道平面射向地心,则由于地磁场的作用将向东偏转b.若带电粒子带正电,且沿地球赤道平面射向地心,则由于地磁场的作用将向北偏转c.若带电粒子带负电,且沿垂直地球赤道平面射向地心,则由于地磁场的作用将向南偏转d.若带电粒子沿垂直地球赤道平面射向地心,它可能在地磁场中做匀速圆周运动3.(2014北京理综,16,6分)带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的动量大小相等,a运动的半径大于b运动的半径。若a、b的电荷量分别为qa、qb,质量分别为ma、mb,周期分别为ta、tb。则一定有()a.qaqbb.mambc.tatbd.qama0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从om的某点向左上方射入磁场,速度与om成30角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与on只有一个交点,并从om上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线o的距离为()a.mv2qbb.3mvqbc.2mvqbd.4mvqb3.如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,p为磁场边界上的一点。大量相同的带电粒子以相同的速率经过p点,在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2v1为()a.32b.21c.31d.324.如图,空间存在方向垂直于纸面(xoy平面)向里的磁场。在x0区域,磁感应强度的大小为b0;x1)。一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子以速度v0从坐标原点o沿x轴正向射入磁场,此时开始计时。当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)(1)粒子运动的时间;(2)粒子与o点间的距离。答案精解精析基础巩固1.b由左手定则可知,选项b正确。2.a高能带电粒子在地磁场中受洛伦兹力影响,由左手定则可判断,若带电粒子带正电,且沿地球赤道平面射向地心,受到向东的洛伦兹力,则粒子向东偏转,a对b错;若带电粒子沿垂直地球赤道平面射向地心,它将不受洛伦兹力,做直线运动,c、d错。3.a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,则有:qvb=mv2r,得轨迹半径r=mvqb=pqb周期t=2rv=2mqb由于rarb,pa=pb,ba=bb,故qar乙,所以m甲m乙,又t=2mbq,则t甲t乙,t甲=12t甲,t乙=12t乙,故t甲t乙,b选项正确,d选项错误。6.b由左手定则可知b带正电,a带负电,由题图可知rbra,又qvb=mv2r,r=mvqb,则vbva,对f洛=qvb,则f洛bf洛a。t=2rv=2mqb,两者周期相同,但b的运动轨迹所对圆心角小,b在磁场中运动时间较短。7.d细线断开前,带负电的小球做逆时针方向的匀速圆周运动,在a位置小球受的拉力方向向左,洛伦兹力方向向右,合力充当向心力;细线断了以后,小球在a位置受的洛伦兹力向右,做匀速圆周运动,洛伦兹力大小可能与细线断前小球所受合力相等,轨迹半径可能不变。故选d。8.答案见解析解析(1)如图所示(2)带电粒子运动过程中所受洛伦兹力f洛=qvb洛伦兹力充当向心力f洛=mv2r解得轨道半径r=mvbq(3)带电粒子运动周期t=2rv=2mbq9.答案(1)mvqb2mqb(2)vb解析(1)洛伦兹力提供向心力,有f=qvb=mv2r带电粒子做匀速圆周运动的半径r=mvqb匀速圆周运动的周期t=2rv=2mqb(2)粒子受电场力f=qe,洛伦兹力f=qvb。粒子做匀速直线运动,则qe=qvb场强e的大小e=vb综合提能1.b甲放出粒子乙,形成粒子丙的过程动量守恒,则以甲运动方向为正方向有:m甲v甲=m丙v丙-m乙v乙。由于乙不带电,则q甲=q丙,由qvb=mv2r,r=mvqb,可知r甲r丙,因此b正确。2.d粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,由qvb=mv2r得r=mvqb,分析图中角度关系可知,po半径与oq半径在同一条直线上。则pq=2r,所以oq=4r=4mvqb,选项d正确。3.c设速率为v1的粒子最远出射点为m,速率为v2的粒子最远出射点为n,如图所示,则由几何知识得r1=pm2=r2,r2=pn2=32rr2r1=31由qvb=mv2r得r=mvqb,故v2v1=r2r1=31,选项c正确。4.答案(1)mb0q(1+1)(2)2mv0b0q(1-1)解析本题考查带电粒子在磁场中的运动。(1)在匀强磁场中,带电粒子做圆周运动。设在x0区域,圆周半径为r1;在x0区域,圆周半径为r2。由洛伦兹力公式及牛顿定律得qb0v0=mv02r1qb0v0=mv02r2粒子速度方向转