（新课标）2018版高考物理一轮复习 第八章 磁场 课时作业（四十）磁场对运动电荷的作用.doc

课时作业(四十)磁场对运动电荷的作用基础训练1.(2017广东七校联考)真空中两根金属导线平行放置，其中一根导线中通有恒定电流在导线所确定的平面内，一电子从p点运动的轨迹的一部分如图中的曲线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方向的电流答案：c解析：通过观察电子的运动轨迹，靠近导线cd处，电子的偏转程度大，说明靠近cd处偏转半径较小；在磁场中运动的电子所受洛伦兹力永远不做功，故电子速率不变，由带电粒子在磁场中运动的半径公式r知，偏转半径小说明cd处磁感应强度较大，所以cd导线中通有电流；根据曲线运动的特点，合外力指向弧内，即洛伦兹力指向左侧，根据左手定则可知cd左侧区域磁场方向垂直纸面向里，再由安培定则可知，电流的方向从c到d，故c项正确2(2017北京丰台区统练)如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔p垂直磁场边界mn，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界mn射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示不计粒子所受重力及空气阻力，下列说法正确的是()a甲带负电荷，乙带正电荷b甲的质量大于乙的质量c洛伦兹力对甲做正功d甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间答案：b解析：甲、乙带等量异种电荷在同一磁场中受洛伦兹力运动，洛伦兹力的方向不同，根据左手定则，可以判断甲带正电荷，乙带负电荷，故a项错误；洛伦兹力方向始终垂直于粒子的速度方向，对甲、乙都不做功，故c项错误；粒子在磁场中的运动半径为r，甲、乙带电量和速率相同，甲的运动半径大，所以甲的质量大于乙的质量，故b项正确；粒子在磁场中运动的周期t，甲、乙都运动了半个周期，由于周期不等，所以两者在磁场中运动的时间不相等，故d项错误3(2017云南统测)如图所示，直线mn上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直mn和磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则为()a. b2 c. d3答案：d解析：两电子进入同一匀强磁场中，由圆周运动半径公式r可知，两电子轨迹半径相同电子1垂直mn射入匀强磁场，由几何知识可知，电子1在磁场中运动轨迹所对圆心角为，电子2在磁场中运动轨迹所对圆心角为.由周期公式t可知，两电子运动周期相同，故运动时间之比等于轨迹所对圆心角之比，即t1t231，d项正确4(2017山东济宁一模)(多选)如图所示，匀强磁场分布在半径为r的圆形区域mon内，q为半径on上的一点且oqr，p点为边界上一点，且pq与om平行现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场(不计粒子重力及粒子间的相互作用)，其中粒子1从m点正对圆心射入，恰从n点射出，粒子2从p点沿pq射入，下列说法正确的是()a粒子2一定从n点射出磁场b粒子2在p、n之间某点射出磁场c粒子1与粒子2在磁场中的运动时间之比为32d粒子1与粒子2在磁场中的运动时间之比为21答案：ad解析：两带电粒子在匀强磁场中的轨迹半径是相同的，粒子1恰好从n点射出，它们的轨迹半径为r，如图，o1是粒子1的轨迹圆心，o2是粒子2的轨迹圆心，连接op，r，因为oqo2a，napq，所以r，则粒子2一定过n点，a正确，b错误粒子1在磁场中运动的时间t1，而no2a45，所以t2，粒子1与粒子2在磁场中的运动时间之比为21，c错误，d正确5(2017安徽蚌埠期末)(多选)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经磁场偏转角相同答案：abd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6(2017安徽六校教育研究会第一次联考)(多选)如图所示在x轴上方存在垂直于纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场，x轴下方存在垂直于纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场一带负电的粒子质量为m，电荷量为q，从原点o以与x轴成30角斜向上射入磁场，且在x轴上方运动半径为r(不计重力)，则()a粒子经偏转一定能回到原点ob粒子完成一次周期性运动的时间为c粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12d粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴方向前进了3r答案：bcd解析：根据左手定则判断可知，粒子在第一象限沿顺时针方向运动，而在第四象限沿逆时针方向运动，故不可能回到原点o，故a错误因第四象限中磁感应强度为第一象限中的一半，故第四象限中的轨迹半径为第一象限中轨迹半径的2倍，如图所示，由几何关系可知，负电荷在第一象限轨迹所对应的圆心角为60，在第四象限轨迹所对应的圆心角也为60，在一个周期内，粒子在第一象限运动的时间为t1t；同理，在第四象限运动的时间为t2t；完成一次周期性运动的时间为t1t2，故b正确由r，知粒子做圆周运动的半径与b成反比，则粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12，故c正确根据几何知识得：粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进的距离为xr2r3r，故d正确7(2017江苏南京、盐城一模)如图所示，在以o为圆心的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b0.2 tao、co为圆的两条半径，夹角为120.一个质量为m3.21026 kg、电荷量q1.61019 c的粒子经电场加速后，从图中a点沿ao方向进入磁场，最后以v1.0105 m/s的速度从c点离开磁场不计粒子的重力求：(1)加速电场的电压；(2)粒子在磁场中运动的时间；(3)圆形有界磁场区域的半径答案：(1)1 000 v(2)1.0106 s(3)0.058 m解析：(1)在加速电场中qumv2，u1 000 v.(2)粒子在磁场中运动的周期t，tt1.0106 s.(3)由bqvm可知，粒子运动的轨迹半径r0.10 m，圆形磁场的半径为rrtan 300.058 m.能力提升8(2017甘肃一诊)(多选)如图所示为“研究带电粒子在匀强磁场中的运动”的演示仪结构图若励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直且水平向右，电子速度的大小v和磁场的磁感应强度b可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节，则下列说法正确的是()a仅增大励磁线圈中的电流，电子束运动轨迹的半径将变大b仅提高电子枪的加速电压，电子束运动轨迹的半径将变大c仅增大励磁线圈中的电流，电子做圆周运动的周期不变d仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期不变答案：bd解析：电子经电场加速，根据动能定理，得eumv2，进入匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径r，代入v可得r，选项a错误，b正确；电子在磁场中做圆周运动的周期t，与速度无关，与磁场强度有关，选项c错误，d正确9(2017湖北孝感六校联考)如图所示，中轴线pq将矩形区域mndc分成上、下两部分，上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场，下部分充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小皆为b.一质量为m、带电荷量为q的粒子从p点进入磁场，速度与边界mc的夹角30.mc边长为a，mn边长为8a，不计粒子重力(1)若要该粒子不从mn边射出磁场，其速度最大是多少？(2)若从粒子从p点射入磁场后开始计数，则当粒子第五次穿越pq线时恰好从q点经过射出磁场，粒子运动的速度又是多少？答案：(1)(2)解析：(1)设该粒子恰不从mn边射出磁场时的轨迹半径为r，由几何关系得rmcos 60rma，解得rma，又由qvmb，解得最大速度vm.(2)当粒子第五次穿越pq线时恰好从q点经过射出磁场，由几何关系得52rsin 608a，解得ra，又由qvb，解得速度v.10.(2017重庆适应性测试)如图所示，在圆心为o的圆形区域内存在磁感应强度大小为b、方向垂直于纸面向里的匀强磁场边界上的一粒子源a，向磁场区域发射出质量为m、带电荷量为q(q0)的粒子，其速度大小均为v，方向垂直于磁场且分布在ao右侧角的范围内(为锐角)磁场区域的半径为，其左侧有与ao平行的接收屏，不计带电粒子所受重力和相互作用力，求：(1)沿ao方向入射的粒子离开磁场时的方向与入射方向的夹角；(2)接收屏上能接收到带电粒子区域的宽度答案：(1)(2)解析：(1)根据带电粒子在磁场中的运动规律，可知粒子在磁场中沿逆时针方向做圆周运动，设其半径为r，有qbv，得r可知，带电粒子运动半径与磁场区域半径相等沿ao射入磁场的粒子离开磁场时的方向与入射方向之间的夹角为，如图1所