高考物理一轮复习 第九章 第2课时 磁场对运动电荷的作用备考典题精炼 粤教版.doc

第九章 第2课时 磁场对运动电荷的作用(课时活页卷)一、单项选择题（创新题）1如图所示，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()a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【答案】d【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（2013.广东湛江一中月考）2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【答案】d【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3如图所示，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【答案】c【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4.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所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将()a向上偏转 b向下偏转c向纸里偏转 d向纸外偏转【答案】b【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项二、双项选择题5如图所示，一水平导线通以电流i，导线下方有一电荷，初速度方向与电流平行，关于电荷的运动情况，下述说法中可能正确的是()a沿路径a运动，其轨迹半径越来越大b沿路径a运动，其轨迹半径越来越小c沿路径b运动，其轨迹半径越来越小d沿路径b运动，其轨迹半径越来越大【答案】ac【解析】在导线下方磁场方向垂直纸面向外，如果是正电荷，则电荷沿路径b运动，又因离导线越近磁场越强，由r知其轨迹半径变小，c对；如果是负电荷，则沿路径a运动，又因离导线越远磁场越弱，由r知其轨迹半径变大，a对故选a、c.（经典题）6一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形电流，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【答案】bd【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，电流大小与电荷量、磁场、质量有关，故b、d两项正确，a、c两项错误71930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质d形盒d1、d2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()a离子由加速器的中心附近进入加速器b离子由加速器的边缘进入加速器c离子从磁场中获得能量d离子从电场中获得能量【答案】ad【解析】离子从加速器的中间位置进入加速器，最后由加速器边缘飞出，所以a对，b错加速器中所加的磁场是使离子做匀速圆周运动，所加的电场由交流电提供，它用以加速离子交流电的周期与离子做圆周运动的周期相同故c错，d对8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【答案】bc【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（2013.广东惠州一中月考）9如图所示，长方形abcd长ad0.6 m，宽ab0.3 m，o、e分别是ad、bc的中点，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be边d从ao边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边【答案】cd【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c、d正确三、非选择题（2013.广东茂名一中月考）10在研究性学习活动中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示abcd是一个边长为l的正方形盒子，在a处和cd边的中点e处各有一个小孔，e外有一能显示粒子从e孔射出的荧光屏m.盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度为b.粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略，先让粒子经过电压为u的电场加速，然后粒子立即由a孔射入盒内，粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力问：你认为该同学的设计方案可行吗？若可行，求出带电粒子的比荷；若不可行，说明你的理由【答案】可行【解析】可行设粒子经电场加速后离开电场时速度为v，根据动能定理：qumv2.粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示，设圆周半径为r，由几何关系可得(lr)2(l/2)2r2又qvbm联立解得.11.如图所示，在磁感应强度为b的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒oo在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为.一质量为m、带电荷量为q的圆环a套在oo棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为，且tan ，现让圆环a由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环a的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2)圆环a能够达到的最大速度为多大？【答案】(1)gsin (2)【解析】(1)由于tan ，所以环将由静止开始沿棒下滑环a沿棒运动的速度为v1时，受到重力mg、洛伦兹力qv1b、杆的弹力fn1和摩擦力f1fn1.根据牛顿第二定律，对圆环a受力分析有沿棒的方向：mgsin f1ma垂直棒的方向：fn1qv1bmgcos 所以当f10(即fn10)时，a有最大值am，且amgsin 此时qv1bmgcos 解得：v1.(2)设当环a的速度达到最大值vm时，环受杆的弹力为fn2，摩擦力为f2fn2.此时应有a0，即mgsin f2在垂直杆方向上fn2mgcos qvmb解得：vm.12.如图所示，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b2.0103 t，在x轴上距坐标原点l0.50 m的p处为粒子的入射口，在y轴上安放接收器现将一带正电荷的粒子以v35104 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，并在图中画出该矩形【答案】(1)4.9107 c/kg(或5.0107 c/kg)(2)0.25 m2图见解析【解析】(1)设粒子在磁场中的运动半径为