（新课标）2017年高考物理大一轮复习 第8章 磁场 第2节 磁场对运动电荷的作用课时规范训练.doc

磁场对运动电荷的作用1.如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将()a向上偏转b向下偏转c向纸外偏转d向纸里偏转解析：选a.由安培定则知，环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直于纸面向外，由左手定则可判断，电子受到的洛伦兹力方向向上，a正确2(2016广东中山七校联考)如图所示，沿x方向有界、沿y方向无界的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直纸面向内，大量的速率不同的电子(不计重力)从o点沿x轴正方向进入磁场，最终离开磁场下列判断正确的是()a所有的电子都向x轴下方偏转b所有的电子都做类平抛运动c所有的电子在磁场中运动时速度不变d只要是速率不同的电子，它们在磁场中运动的时间就一定不同解析：选a.根据左手定则，可以判断电子受到的洛伦兹力的方向向下，所以所有的电子都向x轴下方偏转，a正确电子在磁场中做匀速圆周运动，b错误洛伦兹力对电荷不做功，所有的电子在磁场中运动时速度大小不变，但方向时刻改变，c错误电子的速度不同，所有电子在磁场旋转半个圆周后射出磁场，t都相同，它们运动的时间都相同，d错误3.(2016广东东莞调研)(多选)如图所示，若粒子(不计重力)能在图中所示的磁场区域内做匀速圆周运动，则可以判断()a粒子在运动过程中机械能不变b如粒子带正电，则粒子做顺时针运动c在其他量不变的情况下，粒子速度越大，运动周期越大d在其他量不变的情况下，粒子速度越大，圆周运动半径越大解析：选ad.根据左手定则可知，若粒子带正电，必沿逆时针方向转动，b错误由于粒子的重力不计，故重力势能为零，又做匀速圆周运动，故动能不变，因此机械能不变，a正确由r和t可知，其他条件不变时，v增大，r增大，而t不变，c错误、d正确4(2016河南开封模拟)某空间有一圆柱形匀强磁场区域，磁感应强度大小为b.该区域的横截面的半径为r，磁场方向垂直于横截面一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以某一速率沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向74.不计重力，则初速度v0大小为()a.bc. d解析：选a.带正电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，画出轨迹，根据几何知识得，轨迹的圆心角等于速度的偏向角74，且轨迹的半径rrcot 37r，根据牛顿第二定律得qv0bm得，v0，故a正确5如图，abcd是一个正方形的匀强磁场区域，经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子分别从a、d射入磁场，均从c点射出，则它们的速率v甲v乙和它们通过该磁场所用时间t甲t乙的值分别为()a1121 b1221c2112 d1211解析：选b.带电粒子在电场中加速有qumv2，带电粒子在磁场中偏转有qvbm，联立解得v，即v，故；甲粒子在磁场中偏转用时t甲，乙粒子在磁场中偏转用时t乙可得，.由以上分析计算可知选项b正确6(2016苏北三市一模)(多选)如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成若静电分析器通道中心线的半径为r，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为e，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向外，一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由p点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的q点不计粒子重力下列说法中正确的是()a极板m比极板n电势高b加速电场的电压uerc直径pq2bd若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷解析：选ad.粒子在静电分析器内沿电场线方向偏转，说明粒子带正电荷，极板m比极板n电势高，选项a正确；由uqmv2和eq可得u，选项b错误；直径pq2r2 .可见只有比荷相同的粒子才能打在胶片上的同一点，选项c错误，d正确7(多选)如图甲所示是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个d形金属盒在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连带电粒子在磁场中运动的动能ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是()a在ekt图中应有t4t3t3t2t2t1b高频电源的变化周期应该等于tntn1c粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大d要想粒子获得的最大动能增大，可增加d形盒的半径解析：选ad.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关，因此，在ekt图中应有t4t3t3t2t2t1，选项a正确；带电粒子在回旋加速器中每运行一周加速两次，高频电源的变化周期应该等于2(tntn1)，选项b错；由rmv/qb/qb可知，粒子获得的最大动能决定于d形盒的半径，当轨道半径与d形盒半径相等时就不能继续加速，故选项c错、d对8(多选)如图所示，宽d4 cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁场方向垂直纸面向里现有一群正粒子从o点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r10 cm，则()a右边界：8 cmy8 cm有粒子射出b右边界：0y8 cm有粒子射出d左边界：0y16 cm有粒子射出解析：选ad.根据左手定则，正粒子在匀强磁场中将沿逆时针方向转动，由轨道半径r10 cm画出粒子的两种临界运动轨迹，如图所示，则oo1o1aoo2o2co2e10 cm，由几何知识求得abbc8 cm，oe16 cm，因此答案为a、d.9(2015高考四川卷)(多选)如图所示，s处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板mn垂直于纸面，在纸面内的长度l9.1 cm，中点o与s间的距离d4.55 cm，mn与so直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b2.0104t，电子质量m9.11031kg，电荷量e1.61019c，不计电子重力，电子源发射速度v1.6106 m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则()a90时，l9.1 cmb60时，l9.1 cmc45时，l4.55 cmd30时，l4.55 cm解析：选ad.电子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力：evb，r4.55102 m4.55 cm，90时，击中板的范围如图1，l2r9.1 cm，选项a正确60时，击中板的范围如图2所示，lr(r4.55 cm)，故选项d正确，选项c错误10带电粒子的质量m1.71027kg，电荷量q1.61019 c，以速度v3.2106 m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为b0.17 t，磁场的宽度l10 cm，g取10 m/s2，如图所示(1)求带电粒子离开磁场时的速度和偏转角；(2)求带电粒子在磁场中运动的时间以及射出磁场时偏离入射方向的距离解析：粒子所受的洛伦兹力fqvb8.71014n，远大于粒子所受的重力g1.71026n，因此重力可忽略不计(1)由于洛伦兹力不做功，所以带电粒子离开磁场时速度仍为3.2106 m/s由qvbm得轨迹半径r m0.2 m由题图可知偏转角满足sin 0.5，故30.(2)带电粒子在磁场中运动的周期t可见带电粒子在磁场中运动的时间ttt s3.27108s离开磁场时偏离入射方向的距离dr(1cos )0.2(1)m2.68102m.答案：(1)3.2106 m/s30(2)3.27108s2.68102m11.(2016珠海期末)如右图所示，在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m5.0108 kg、电荷量为q1.0106 c的带电粒子从静止开始经u010 v的电压加速后，从p点沿图示方向进入磁场，已知op30 cm，(粒子重力不计，sin 370.6，cos 370.8)，求：(1)带电粒子到达p点时速度v的大小；(2)若磁感应强度b2.0 t，粒子从x轴上的q点离开磁场，求oq的距离；(3)若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度b满足的条件解析：(1)对带电粒子的加速过程，由动能定理qumv2代入数据得：v20 m/s(2)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有：qvb得r代入数据得：r0.50 m而0.50 m故圆心一定在x轴上，轨迹如图甲所示由几何关系可知：oqrrsin 53故oq0.90 m(3)带电粒子不从x轴射出(如图乙)，由几何关系得：oprrcos 53r由并代入数据得：b t5.33 t(取“”照样给分)答案：(1)20 m/s(2)0.90 m(3)b5.33 t12(2015高考浙江卷)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为r的圆，圆心在o点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为b.为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器引出器原理如图所示，一对圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于o点(o点图中未画出)引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从p点进入通道，沿通道中心线从q点射出已知oq长度为l，oq与op的夹角为.(1)求离子的电荷量q并判断其正负；(2)离子从p点进入，q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为b，求b；(3)换用静电偏转法引出离子