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文档简介
课时作业27磁场对运动电荷的作用一、单项选择题(共4道小题,每题4分,共16分)1(2012安徽理综)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从a点沿直径aob方向射入磁场,经过t时间从c点射出磁场,oc与ob成60角。现将带电粒子的速度变为v/3,仍从a点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为()atb2tct d3t2(2012北京理综)处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值()a与粒子电荷量成正比b与粒子速率成正比c与粒子质量成正比d与磁感应强度成正比3(2012广东理综)质量和电荷量都相等的带电粒子m和n,以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是()am带负电,n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对m、n做正功dm的运行时间大于n的运行时间4(2012衡水模拟)如图所示,一半径为r的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心o的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了角。磁场的磁感应强度大小为()a bc d二、双项选择题(共5道小题,每题6分,共30分)5(2012东莞实验中学模拟)如图所示,一电子以速度v从o点射入mn边界下方垂直纸面向外的匀强磁场中后能返回到mn边界上方,以下正确的是()a一电子从o点右边返回边界上方b一电子从o点左边返回边界上方c当只增加射入速度v大小时,则电子在磁场中运动的路程一定改变d当只增加射入速度v大小时,则电子在磁场中运动的时间一定改变6(2012广东汕头模拟)两个电荷量相等的带电粒子,在同一匀强磁场中只受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动。下列说法中正确的是()a若它们的运动周期相等,则它们的质量相等b若它们的运动周期相等,则它们的速度大小相等c若它们的轨迹半径相等,则它们的动量相等d若它们的轨迹半径相等,则它们的速度大小相等7如图所示,在一矩形区域内,不加磁场时,不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入,穿过此区域的时间为t。若加上磁感应强度为b、水平向外的匀强磁场,带电粒子仍以原来的初速度入射,粒子飞出时偏离原方向60,利用以上数据可求出()a带电粒子的比荷b带电粒子在磁场中运动的周期c带电粒子的初速度d带电粒子在磁场中运动的半径8用绝缘细线悬挂一个质量为m、带电荷量为q的小球,让它处于如图所示的磁感应强度为b的匀强磁场中。由于磁场的运动,小球静止在图中位置,这时悬线与竖直方向夹角为,并被拉紧,则磁场的运动速度和方向是()av,水平向左 bv,竖直向下cv,竖直向上 dv,水平向右9(2012江苏单科)如图所示,mn是磁感应强度为b的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从o点射入磁场。若粒子速度为v0,最远能落在边界上的a点。下列说法正确的有()a若粒子落在a点的左侧,其速度一定小于v0b若粒子落在a点的右侧,其速度一定大于v0c若粒子落在a点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0d若粒子落在a点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0三、非选择题(共3道小题,每小题18分,共54分)10电子质量为m、电荷量为q,以速度v0与x轴成角射入磁感应强度为b的匀强磁场中,最后落在x轴上的p点,如图所示,求:(1)op的长度;(2)电子从由o点射入到落在p点所需的时间t。11在真空中,半径r3102 m的圆形区域内有匀强磁场,方向如图所示,磁感应强度b0.2 t,一个带正电的粒子以初速度v01106 m/s从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场,已知该粒子的比荷1108 c/kg,不计粒子重力。(1)求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径;(2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角,求入射时v0与ab的夹角及粒子的最大偏转角。12(2011广东理综)如图(a)所示,在以o为圆心,内外半径分别为r1和r2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差u为常量,r1r0,r23r0。一电荷量为q,质量为m的粒子从内圆上的a点进入该区域,不计重力。(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在a点的初速率v0的大小。(2)若撤去电场,如图(b),已知粒子从oa延长线与外圆的交点c以速度v2射出,方向与oa延长线成45角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间。(3)在图(b)中,若粒子从a点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?参考答案1b2d3a解析:由左手定则可判断出m带负电,n带正电,选项a正确;由半径公式r知:在m、q、b相同的情况下,半径大的m速度大,选项b错误;洛伦兹力与速度始终垂直,永不做功,选项c错误;由周期公式t知二者的周期相同,选项d错误。4b解析:粒子轨迹如图,根据几何关系rrcot ,再根据qvb,解得b,故b正确。5ac6ac7ab解析:设磁场的宽度为l,粒子射入磁场的速度v,l未知,故c选项错误;粒子运动的轨迹和圆心位置如图所示。由几何关系知,粒子做匀速圆周运动的半径rl,因不知l,也无法求出半径,故d选项错误;又因为r,所以,粒子运动的周期tt,选项a、b正确。8ac解析:根据运动的相对性,带电小球相对磁场的速度与磁场相对于小球(相对地面静止)的速度大小相等、方向相反。洛伦兹力fqvb中的v是相对于磁场的速度。根据力的条件可以得出,当小球相对磁场以速度v竖直向下运动或以速度v水平向右运动,带电小球都能处于题图中所示状态,故本题选a、c。9bc10答案:(1)sin (2)解析:(1)过o点和p点作速度方向的垂线,两线交点c即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心,如图所示,则可知op2rsin bqv0m解得:opsin 。(2)由图中可知:2tt又v0r,解得:t。11答案:(1)5102 m(2)3774解析:(1)粒子射入磁场后,由于不计重力,所以洛伦兹力提供圆周运动需要的向心力,根据牛顿第二定律有qv0bmr5102 m。(2)粒子在圆形磁场区域内的运动轨迹为一段半径r5 cm的圆弧,要使偏转角最大,就要求这段圆弧对应的弦最长,即为图形区域的直径,粒子运动轨迹的圆心o在ab弦的中垂线上,如图所示。由几何关系可知sin 0.6,37最大偏转角274。12答案:见解析解析:(1)电、磁场存在时,只有电场力对带电粒子做功,由动能定理qumvmv得v0(2)由牛顿第二定律qbv如图甲,由几何关系确
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