【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第九章 第2讲 磁场对运动电荷的作用课时提升作业 新人教版.doc

第九章 第2讲 磁场对运动电荷的作用 (40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题只有一个答案正确)1.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法中正确的是()a.速率越大,周期越大b.速率越小,周期越大c.速度方向与磁场方向平行d.速度方向与磁场方向垂直2.(2013黄山模拟)下列各图中,运动电荷的速度方向,磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()3.(2013无锡模拟)如图所示,在真空中,水平导线中有恒定电流i通过,导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同,则质子可能的运动情况是()a.沿路径a运动 b.沿路径b运动c.沿路径c运动 d.沿路径d运动4.(2013合肥模拟)如图所示,三个速度大小不同的同种带电粒子,沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入,当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为90、60、30,则它们在磁场中运动的时间之比为()a.111 b.123c.321 d.1235.如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压u加速(在a点初速度为零)后,进入磁感应强度为b的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板s上的x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则()a.a的质量一定大于b的质量b.a的电荷量一定大于b的电荷量c.a运动的时间大于b运动的时间d.a的比荷qama大于b的比荷qbmb6.(2013宿州模拟)正方形区域abcd中有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个粒子(不计重力)以一定速度从ab边的中点m沿既垂直于ab边又垂直于磁场的方向射入磁场,正好从ad边的中点n射出。若将磁感应强度b变为原来的2倍,其他条件不变,则这个粒子射出磁场的位置是()a.a点 b.nd之间的某一点c.cd之间的某一点 d.bc之间的某一点7.(2013株洲模拟)如图所示,在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(重力不计)从ab边的中点o以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与ab边的夹角为60,若要使粒子能从ac边穿出磁场,则匀强磁场的磁感应强度b需满足()a.b3mv3aqb.b3mvaqd.bx1,故r2r1,即a的比荷大于b的比荷,故a、b错误,d正确。再根据t=12t=mqb,a的运动时间小于b的运动时间,c错误。6.【解析】选a。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,当粒子垂直于ab边从中点m射入,又从ad边的中点n射出,则速度必垂直于ad边,a点为圆心,r=mvqb,当磁感应强度加倍时,半径变为原来的12,则a正确。7.【解析】选b。粒子刚好到达c点时,其运动轨迹与ac相切,如图所示,则粒子运动的半径为r0=acot30。由r=mvqb得,粒子要能从ac边射出,粒子运行的半径rr0,解得b3mv3aq,选项b正确。8.【解析】选a。质子的速度越小,运动半径越小,轨迹对应的圆心角越大,在磁场中运动的时间越长,但运动轨迹不一定长;同理,速度越大,半径越大,速度的偏向角越小,运动时间越短,故a正确,b、c、d错误。9.【解析】选b。首先要判断出粒子是做逆时针圆周运动。由于所有粒子的速度大小都相同,故弧长越小,粒子在磁场中运动时间就越短;过s点作oc的垂线sd,可知粒子轨迹过d点时在磁场中运动时间最短,根据最短时间为t6,结合几何知识可得粒子圆周运动半径等于sd(如图);由于粒子是沿逆时针方向运动,故沿sa方向射出的粒子在磁场中运动的时间最长,根据几何知识易知此粒子在磁场中运动轨迹恰为半圆,故粒子在磁场中运动的最长时间为t2,选项b正确。10.【解析】选a。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关,因此,在ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1,选项a正确;带电粒子在回旋加速器中每运行一周加速两次,高频电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1),选项b错;由r=mvqb=2mekqb可知,粒子获得的最大动能取决于d形盒的半径,与加速电压无关,c、d均错误。11.【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op=2rsin (2分)bqv0=mv02r (2分)解得:op=2mv0bqsin (2分)(2)由图中可知:2=t=2tt (2分)又v0=r=2rt (2分)解得:t=2mbq。 (2分)答案：(1)2mv0bqsin (2)2mbq12. 【解析】(1)能射入第三象限的电子临界轨迹如图所示。电子偏转半径范围为d2rd (2分)由evb=mv2r,解得v=ebrm (2分)入射速度的范围为ebd2mvebdm。 (2分)(2)设电子在磁场中运动的轨道半径为r,得r2=d2+(r-d2)2 (2分)解得:r=5d4phm=53由evb=mr2,=2t,t=2rv,联立解得t=2meb, (2分)若电子从(0,d2)位置射出,则电子在磁场中运动的时间t=53360t=53m180eb。 (2分)(3)根据几何知识,带电粒子在射出磁场区域时与水平方向夹角为53,带电粒子在磁场区域位置n点的横坐标为3d8。由nbh,nb长度为rsin53=5d445=d,qa=d-5d8=3d8,由勾股定理ha=918d, (2分)hb=rcos53=3d4 (2分)所以电子离开磁场的位置坐标是(d,34d-918d)。 (2分)答案：(1)ebd2mvebdm (2)53m180eb(3)(d,3d4-918d)【总结提升】带电粒子在磁场中运动应注意的五大问题处理带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题的关键是画出符合题意的运动轨迹图。先确定圆心,然后根据几何关系确定半径、圆心角。其中半径和带电