【三维设计】高考物理二轮复习 带电粒子在磁场中的运动课时达标自测（含试题含详解）.doc

【三维设计】2014年高考物理二轮复习 带电粒子在磁场中的运动课时达标自测（含2013试题，含详解）一、单项选择题1(2013淮安模拟)已知通电长直导线周围某点的磁感应强度bk，即磁感应强度b与导线中的电流i成正比、与该点到导线的距离r成反比。如图1所示，两根平行长直导线相距为r，通以大小、方向均相同的电流。规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0r区间内磁感应强度b随x变化的图线可能是() 图1解析：选c由安培定则可判定两通电导线在0r间产生的磁场方向相反，结合bk可知，r处磁感应强度b0，故a、b错误；因0间磁感应强度方向垂直于纸面向里，b为正，故c正确，d错误。2(2013安徽高考)图2中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心o点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是() 图2a向上b向下c向左 d向右解析：选b本题考查通电导线周围的磁场分布情况和带电粒子在磁场中的运动情况，意在考查考生的理解能力和分析推理能力。根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，可得o点处的磁场向左，再根据左手定则判断带电粒子受到的洛伦兹力向下。3.(2013安徽师大模底)如图3所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b。在xoy平面内，从原点o处沿与x轴正方向成角(00)的粒子从坐标原点o沿xoy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中。不计重力和粒子间的影响。(1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入射，恰好能经过x 轴上的 图9a(a,0)点，求v1的大小。(2)已知一粒子的初速度大小为v(vv1)，为使该粒子能经过a(a,0)点，其入射角(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个？并求出对应的sin 值。解析：(1)带电粒子以速率v在匀强磁场b中做匀速圆周运动，半径为r，有qvbm当粒子沿y轴正向入射，转过半个圆周至a点，该圆周半径为r1，有：r1由代入式得v1(2)如图，o、a两点处于同一周圆上，且圆心在x的直线上，半径为r。当给定一个初速率v时，有2个入射角，分别在第1、2象限，有sin sin 由式解得sin 答案：(1)(2)2个均为10(2013贵州六校联考)如图10所示，在0xd的空间，存在垂直xoy平面的匀强磁场，方向垂直xoy平面向里。y轴上p点有一小孔，可以向y轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v，与y轴正方向所成夹角可在0180范围内变化的带负电的粒子。已知45时，粒子恰好从磁场右边界与p点等高的q点射出磁场，不计重力及粒子间的相互作用。求：(1)磁场的磁感应强度；(2)若30，粒子射出磁场时与磁场边界的夹角(可用三角函数、根式表示)；图10(3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积(可用根式表示)。解析：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，设粒子的轨道半径为r，磁场的磁感应强度为b，则qvbm如图甲所示，由几何关系可得d2rcos 45解得b(2)如图甲，由几何关系drcos 30rcos 解得cos 所以arccos (3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中