高中物理 6.2 磁场对运动电荷的作用 每课一练 鲁科版选修31.doc

6.2磁场对运动电荷的作用每课一练1如图1所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是 () 图1a无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点b无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长c若小球带负电荷，小球会落在更远的b点d若小球带正电荷，小球会落在更远的b点解析：从南向北观察小球的运动轨迹如题图所示，如果小球带正电荷，则洛伦兹力斜向右上，该洛伦兹力在竖直向上和水平向右均有分力，因此，小球落地时间会变长，水平位移会变大；同理，若小球带负电，则小球落地时间会变短，水平位移会变小，故选项d正确答案：d2在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通有如图2所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则 图2阴极射线将 ()a向上偏转 b向下偏转c向纸里偏转 d向纸外偏转解析：由安培定则知电流下方磁场方向垂直于纸面向里，阴极射线管内的电子带负电，根据左手定则知电子应向下偏转，故选b项答案：b3带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示了粒子的径迹，这是云室的原理，如图3所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强 图3磁场，图中oa、ob、oc、od是从o点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是()a四种粒子都带正电b四种粒子都带负电c打到a、b点的粒子带正电d打到c、d点的粒子带正电解析：由左手定则知打到a、b点的粒子带负电，打到c、d点的粒子带正电，d正确答案：d4一初速度为零的电子经电场加速后，垂直于磁场方向进入匀强磁场中，此电子在匀强磁场中做圆周运动可等效为一环状电流，其等效电流的大小 ()a与电子质量无关b与电子电荷量有关c与电子进入磁场的速度有关d与磁场的磁感应强度有关解析：电子在磁场中做圆周运动的周期t，环形电流的等效电流i.由上式可以看出，电流大小与电量、磁场、质量有关，故b、d两项正确，a、c错误答案：bd5如图4所示，两半圆柱板间有一垂直纸面方向的匀强磁场，从两板的一端垂直端面方向射入一束电荷量相等的正离子为使它们恰能沿同一半圆路径的另一端射出，这些正离 图4子需要有相同的 ()a速度 b质量c质量和速度的乘积 d动能解析：由于正离子做半径相同的匀速圆周运动，则有qvbm，r，q、b相同，说明正离子的质量与速度的乘积也相同，c正确答案：c6如图5所示的是电视机显像管及其偏转线圈l，如果发现电视画面幅度比正常时偏大，可能是因为 ()图5a电子枪发射能力减弱，电子数减少b加速电场电压过低，电子速率偏小c偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小d偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱解析：电子偏转的半径与电子数无关，a错误；根据qvb知，r，故v越小，电子在磁场中偏转半径越小，而通过磁场区域时，偏转角越大，b正确；b越小，r越大，偏转角度越小，故c、d错误答案：b7圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着ao方向对准圆心o射入磁场，其运动轨迹如 图6图6所示若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 ()aa粒子速率最大bc粒子速率最大ca粒子在磁场中运动的时间最长d它们做圆周运动的周期tatbtc解析：由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，根据qvbm，可得：r，当速度越大时、轨道半径越大，选项a错误、b正确；由于t及tt可知，三粒子运动周期相同，a在磁场中运动的偏转角最大，对应时间最长，选项c正确、d错误答案：bc8如图7所示，长方形abcd长ad0.6 m，宽ab0.3 m，o、e分别是ad、bc的中 图7点，以ad为直径的半圆内有垂直于纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度b0.25 t一群不计重力、质量m3107 kg、电荷量q2103 c的带电粒子以速度v5102 m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域 ()a从od边射入的粒子，出射点全部分布在oa边b从ao边射入的粒子，出射点全部分布在ab边c从od边射入的粒子，出射点分布在oa边和ab边d从ao边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边解析：由左手定则可知粒子射入后向上偏转，轨道半径r0.3 m从o点射入的粒子运动轨迹如图中的1所示，从ao边上某点射入的粒子运动轨迹如图中的2所示，从od边上某点射入的粒子运动轨迹如图中的3所示，出射点应分布在be边上综上所述，只有d正确答案：d9如图8所示，在一水平放置的平板mn的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为b，磁场方向垂直于纸面向里许多质量为m、带电荷量为q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向由小孔o射入磁场区域不计重力，不计粒子间的相互影响图9中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，r.其中正确的是 ()图8图9解析：如图所示：当粒子沿v1、v2、v3、vn进入磁场时所对应的圆周运动的轨迹分别为圆o1、o2、o3、on，可以看出带电粒子所经过的区域，当沿on射入时，xr，y2r，当沿垂直于mn方向射入时有x2r，yr.其他射入方向上有2rxr,0y2r.故a正确答案：a10如图10所示，匀强磁场的磁感应强度为b，宽度为d，边界为cd和ef.一电子从cd边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场，入射方向与cd边界间夹角为.已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧ef射出，求电子的速率v0至少多大？ 图10若角可取任意值，v0的最小值是多少？解析：本题考查圆周运动的边界问题的求解方法当入射速率v0很小时，电子会在磁场中转动一段圆弧后又从cd一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界ef相切时，电子恰好不能从ef射出，如图所示电子恰好射出时，由几何知识可得：rrcosd 又r 由得v0 故电子要射出磁场，速率至少应为.由式可知，0时，v0最小，由式知此时半径最小，rmin，也可由轨迹分析得出上述结论答案：11图11所示为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小b2.0103t，在x轴上距坐标原点l0.50 m的p处为粒子 图11的入射口，在y轴上安放接收器现将一带正电荷的粒子以v3.5104 m/s的速率从p处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点l0.50 m的m处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m、电荷量为q，不计其重力(1)求上述粒子的比荷；(2)为了在m处观测到按题设条件运动的上述粒子，第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图11中画出该矩形解析：(1)设粒子在磁场中的运动半径为r.如图甲所示，依题意m、p连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运动的直径，由几何关系得 r 由洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，可得qvbm 联立并代入数据解得4.9107c/kg(或5.0107c/kg) (2)如图乙所示，所求的最小矩形是mm1p1p，该区域面积s2r2 联立并代入数据得s0.25 m2矩形如图乙中mm1p1p(虚线)所示答案：(1)4.9107 c/kg(或5.0107 c/kg)(2)0.25 m2图见解析12如图12甲所示，m、n为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔oo正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示有一群正离子在t0时垂直于m板从小孔o射入磁场已知正离子质量为m，带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为t0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：图12(1)磁感应强度b0的大小；(2)要使正离子从o孔垂直于n板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值解析：设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向(1)正离子射入磁场，洛伦兹力提供