（全国版）2019版高考物理一轮复习 第10章 磁场 37 磁场对运动电荷的作用能力训练.doc

37 磁场对运动电荷的作用1(2018山西沂州一中期末)有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是()a电荷在电场中一定受电场力的作用b电荷在磁场中一定受磁场力的作用c电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致d电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向不一定垂直答案a解析电荷在电场中一定受到电场力作用，a正确；电荷在磁场中不一定受洛伦兹力，当静止时一定不受洛伦兹力，而运动的电荷，当速度与磁场平行时，不受洛伦兹力作用，b错误；正电荷所受电场力一定与该处电场强度方向相同，而负电荷所受电场力与该处电场方向相反，c错误；电荷所受的洛伦兹力与磁场及运动速度构成的平面垂直，所以电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直，d错误。2下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力方向之间的关系正确的是()答案b解析根据左手定则，a中f方向应向上，b中f方向应向下，故a错误、b正确；c、d中都是vb，f0，故c、d错误。3如图是电子射线管示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线，要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是()a加一磁场，磁场方向沿z轴负方向b加一磁场，磁场方向沿y轴正方向c加一电场，电场方向沿z轴负方向d加一电场，电场方向沿y轴正方向答案b解析要使荧光屏上的亮线向下偏转，若加磁场，应使电子所受的洛伦兹力方向向下，电子运动方向沿x轴正方向，由左手定则可知，磁场方向应沿y轴正方向，a错误、b正确。若加电场，电场方向应沿z轴正方向，c、d错误。4两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率沿着ao方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是()aa粒子带正电，b粒子带负电ba粒子在磁场中所受洛伦兹力较大cb粒子的动能较大db粒子在磁场中运动时间较长答案c解析由左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，a错误；由qvbm得r，故运动的轨迹半径越大，对应的速率越大，所以b粒子的速率较大，在磁场中所受洛伦兹力较大，b错误；由ekmv2可得b粒子的动能较大，c正确；由t知两者的周期相同，b粒子运动的轨迹对应的圆心角小于a粒子运动的轨迹对应的圆心角，所以b粒子在磁场中运动时间较短，d错误。5(多选)边长为a的正方形处于有界磁场中，如图所示，一束电子以不同速度水平射入磁场后，分别从a处和c处射出，以下说法正确的是()a从a处和c处射出的电子速度之比为21b从a处和c处射出的电子在磁场中运动的时间之比为21c从a处和c处射出的电子在磁场中运动周期之比为21d从a处和c处射出的电子在磁场中所受洛伦兹力之比为12答案bd解析电子从c点射出，a为圆心，rcl，圆心角c，由r，得vc，运动时间tc，电子从a点射出，oa中点为圆心，ra，圆心角a，所以va，ta，由于运动的周期相等，故vavc12，tatc21，故a、c错误，b正确；电子做匀速圆周运动f洛ebv，可知洛伦兹力与速度成正比，为12，故d正确。6(多选)初速度为v0的电子，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所示，则()a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，半径不变d电子将向右偏转，半径改变答案ad解析由安培定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力向右，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变，速率不变，a正确，b、c错误；又由r知，在电子偏离直线电流时，b减弱，故r变大，d正确。7.如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的点p(a,0)以速度v，沿与x轴正方向成60角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度b和射出点的坐标。答案射出点坐标为(0，a)解析画出轨迹示意图如图所示，由射入、射出点的洛伦兹力方向可找到圆心o，由cos30可得r，得b；由图可知射出点的纵坐标yrrsin30a，则射出点坐标为(0，a)。8(2017潍坊模拟)如图所示，在半径为r的圆形区域内有水平向里的匀强磁场，磁感应强度为b，圆形区域右侧有一竖直感光板mn，带正电粒子从圆弧顶点p以速率v0平行于纸面进入磁场，已知粒子的质量为m，电荷量为q，粒子重力不计。(1)若粒子对准圆心射入，求它在磁场中运动的时间；(2)若粒子对准圆心射入，且速率为v0，求它打到感光板上时速度的垂直分量；(3)若粒子以速度v0从p点以任意方向平行于纸面入射，试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上。答案(1)(2)v0(3)见解析解析(1)设带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r，由牛顿第二定律得qv0bm可得rr，则带电粒子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周，轨迹对应的圆心角为，如图甲所示，则t。(2)由(1)知，当vv0时，带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，其运动轨迹如图乙所示，由图可知po2ooo2q30，所以带电粒子离开磁场时速度偏转角为60，则vvsin60v0。(3)由(1)知，当带电粒子以v0射入时，带电粒子在磁场中的运动轨迹半径为r。设粒子射入方向与po方向夹角为，带电粒子从区域边界s射出，带电粒子运动轨迹如图丙所示。因为po3o3sposor，所以四边形poso3为菱形。由图可知：poo3s，在s点，v0so3，因此，带电粒子离开磁场后均垂直打在感光板上，与入射的方向无关。9(2015全国卷)(多选)有两个匀强磁场区域和，中的磁感应强度是中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与中运动的电子相比，中的电子()a运动轨迹的半径是中的k倍b加速度的大小是中的k倍c做圆周运动的周期是中的k倍d做圆周运动的角速度与中的相等答案ac解析电子在两匀强磁场 、 中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得evb，可得r，即，a正确；由a得，b错误；根据周期公式t，可得，c正确；根据角速度公式，可得，d错误。10(2017全国卷)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是()amambmc bmbmamccmcmamb dmcmbma答案b解析设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即magqeb在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则mbgqeqvbc在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则mcgqvbqe比较式得：mbmamc，b正确。11. (2017河北廊坊期末)(多选)如图所示，小车a的质量m2 kg，置于光滑水平面上，初速度v014 m/s。带正电荷q0.2 c的可视为质点的物体b，质量m0.1 kg，将其轻放在小车a的右端，在a、b所在的空间存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度b00.5 t，物体b与小车之间存在摩擦力的作用，设小车足够长，小车表面是绝缘的(g取10 m/s2)，则()a物体b的最终速度为10 m/sb小车a的最终速度为13.5 m/sc小车a和物体b的最终速度约为13.3 m/sd小车a达到最小速度的全过程中系统增加的内能为8.75 j答案abd解析当物体b对小车a的压力为零时，小车a与物体b之间无摩擦力的作用，a、b匀速运动，此时物体b的速度最大，小车a的速度最小，有qvbb0mg，解得vb10 m/s，根据动量守恒定律得mv0mvbmva，解得va13.5 m/s，a、b正确，c错误。根据能量守恒定律得qek8.75 j，d正确。12. (2017安徽六校联考)一个质量m0.1 g的小滑块，带有q5104 c的电荷，放置在倾角30的光滑斜面上(斜面绝缘)，斜面置于b0.5 t的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面下滑，设斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面。问：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度是多大？(3)该斜面的长度至少多长？答案(1)负电荷(2)2 m/s(3)1.2 m解析(1)小滑块沿斜面下滑