【状元之路】高考物理一轮复习 82磁场对运动电荷的作用同步检测试题(1).docVIP

磁场对运动电荷的作用a组基础巩固1如图291所示，水平导线中有电流i通过，导线正下方的电子初速度的方向图291与电流i的方向相同，则电子将()a沿路径a运动，轨迹是圆b沿路径a运动，轨道半径越来越大c沿路径a运动，轨道半径越来越小d沿路径b运动，轨道半径越来越小解析：由r知，b减小，r越来越大，故电子的径迹是a.答案：b图2922如图292所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()a当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动b当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动c不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动d不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动答案：c32012北京卷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解析：由电流概念知，该电流是通过圆周上某一个位置(即某一截面)的电荷量与所用时间的比值若时间为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期t，则公式iq/t中的电荷量q即为该带电粒子的电荷量又t，解出i.故选项d正确答案：d图2934在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴o在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，且范围足够大，其俯视图如图293所示，若小球运动到某点时，绳子突然断开，则关于绳子断开后，对小球可能的运动情况的判断不正确的是()a小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，但半径减小b小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变c小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变d小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径减小解析：绳子断开后，小球速度大小不变，电性不变由于小球可能带正电也可能带负电，若带正电，绳子断开后小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，向心力减小或不变(原绳拉力为零)，则运动半径增大或不变若带负电，绳子断开后小球做顺时针方向的匀速圆周运动，绳断前的向心力与带电小球受到的洛伦兹力的大小不确定，向心力变化趋势不确定，则运动半径可能增大，可能减小，也可能不变答案：a图2945(多选题)2011浙江卷利用如图294所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板mn上方是磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为l.一群质量为m、电荷量为q、具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板mn进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()a粒子带正电b射出粒子的最大速度为c保持d和l不变，增大b，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大d保持d和b不变，增大l，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大解析：本题考查带电粒子在磁场中的运动，意在考查考生应用数学知识处理问题的能力和分析问题的能力由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电，选项a错；根据洛伦兹力提供向心力qvb可得v，r越大v越大，由图可知r最大值为rmax，选项b正确；又r最小值为rmin，将r的最大值和最小值代入v的表达式后得出速度之差为v，可见选项c正确、d错误答案：bc图2956如图295所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v.若加上一个垂直纸面指向读者方向的磁场，则滑到底端时()av变大bv变小cv不变 d不能确定解析：洛伦兹力虽然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物体与斜面间的正压力变大，故摩擦力变大，损失的机械能增加答案：bb组能力提升7(多选题)长为l的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，图296板间距离为l，板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射，如图296所示，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是()a使粒子速度vb使粒子速度vc使粒子速度vd使粒子速度v图297解析：如图297，设粒子能从右边穿出的运动半径的临界值为r1，有rl22，得r1l.又因为r1，得v1，所以v时粒子能从右边穿出设粒子能从左边穿出的运动半径的临界值为r2，由r2得v2，所以v时粒子能从左边穿出答案：ab图2988如图298所示，mn为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为b12b2，一带电荷量为q、质量为m的粒子从o点垂直mn进入b1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过o点()a.b.c. d.图299解析：粒子在磁场中的运动轨迹如图299所示，由周期公式t知，粒子从o点进入磁场到再一次通过o点的时间t，所以b选项正确答案：b9(多选题)如图2910所示，在半径为r的圆形区域内有匀强磁场在边长为2r的正方形区域里也有匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相同两个相同的带电粒子以相同的速率分别从m、n两点射入匀强磁场在m点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在n点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且n点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是()图2910a带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同b从m点射入的带电粒子可能先飞出磁场c从n点射入的带电粒子可能先飞出磁场d从n点射入的带电粒子不可能比m点射入的带电粒子先飞出磁场解析：画轨迹草图如图2911所示，容易得出粒子在圆形磁场中的轨迹长度(或轨迹对应的圆心角)不会大于在正方形磁场中的，故a、b、d正确2911答案：abd图2912102014陕西省西安市长安区一中模拟如图2912所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子(带电粒子重力不计)，恰好从e点射出，则()a如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出b如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出c如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d点射出d只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短2913解析：由于速度与半径垂直，因此圆心一定在a点正下方，从e点射出时，圆心角恰好为90，如图2913所示，根据r，若速度增为原来的2倍，则轨道半径也增为原来的2倍，圆心角不变，对应的弦也增为原来的2倍，恰好从d点射出，a正确；如果粒子的速度增大为原来的3倍，轨道半径也变为原来的3倍，从图中看出，出射点从f点靠下，b错误；如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，根据r得，轨道半径变成原来的一半，从ae的中点射出，c错误；根据粒子运动的周期t知，粒子运动周期与速度无关，从e和d点射出的粒子，转过的圆心角都是90，运动时间都是，运动时间相同，d错误答案：a11.图2914如图2914所示，无重力空间中有一恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向外、大小为b，沿x轴放置一个垂直于xoy平面的较大的荧光屏，p点位于荧光屏上，在y轴上的a点放置一放射源，可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量为q的同种粒子，这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线，p点处在亮线上，已知oaopl，求：(1)若能打到p点，则粒子速度的最小值为多少？(2)若能打到p点，则粒子在磁场中运动的最长时间为多少？解析：(1)粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，设粒子的速度大小为v时，其在磁场中的运动半径为r，则fqbv，由牛顿运动定律有f若粒子以最小的速度到达p点时，其轨迹一定是以ap为直径的圆(如图中圆o1所示)由几何关系知sapl，rl.则粒子的最小速度v.(2)粒子在磁场中的运动周期t，设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为，则粒子在磁场中的运动时间为：tt.由图2915可知，在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆o2所示，此时粒子的初速度方向竖直向上图2915则由几何关系有.则粒子在磁场中运动的最长时间t.答案：(1)(2)122014山西省太原市模拟如图2916所示，竖直边界pq左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，右侧有竖直向下的匀强电场，场强大小为e，c为边界上的一点，a与c在同一水平线上且相距为l.两相同的粒子以相同的速率分别从a、c两点同时射出，a点射出的粒子初速度沿ac方向，c点射出的粒子初速度斜向左下方与边界pq成夹角.a点射出的粒子从电场中运动到边界pq时，两粒子刚好相遇若粒子质量为m，电荷量为q，重力不计，求：图2916(1)粒子初速度v0的大小；(2)匀强磁场的磁感应强度b的大小；(3)相遇点到c点的距离解析：a点射出的粒子做类平抛运动，经时间t到达边界，lv0t竖直方向的位移：yat2eqma图2917c点射出的粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvbm由几何关系：2rsiny在磁场中运动的时间与粒子在电场中运动时间相等ttt由以上关系解得：v0b相遇点距c点距离y答案：(1)(2)(3)c组难点突破132013安庆模拟如图2918所示，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场，图2918场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为，一电荷量为q、质量为m的带负电的小球套在直杆上，从a点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为，在小球以后运动的过程中，