高考物理母题解读（九）磁场母题5磁场对运动电荷的作用.doc

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题5. 磁场对运动电荷的作用【解法归纳】磁场对运动电荷的作用力叫做洛仑兹力，当带电粒子垂直磁场方向进入磁场中，所受洛仑兹力大小f=qvb，方向由左手定则判断。典例：（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圈周运动。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【针对训练题精选解析】1（2007广东理科基础）如图1，在阴极射管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会a.向上偏转b.向下偏转c.向纸内偏转d.向纸外偏转2（2011海南物理卷第10题）空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图2中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从o点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是a.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同b. 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同c.在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同d.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大【解析】：由洛仑兹力提供向心力，qvb=m可得粒子在磁场中运动轨迹半径r=mv/qb， 运动时间t=r/v=m/qb，(为运动轨迹所对的圆心角），显然入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同，在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大，选项bd正确；对于从o点所在的边上射出的粒子，由于速度不同，轨迹可以不同，但轨迹所对的圆心角均相同为180，时间为半个周期，时间相同，因而选项ac错误。【答案】bd【点评】此题考查带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动、轨道半径、运动时间及其相关知识。3（2010重庆理综）如题图所示，矩形mnpq区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带点粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示。粒子编号质量电荷量(q0)速度大小1m2qv22m2q2v33m-3q3v42m2q3v52m-qv由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为a.3,5, 4 b.4,2,5 c.5,3,2 d.2,4,5oxb30v图3y4如图3所示，在直角坐标系的第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，正、负离子分别以相同的速度从原点o进入磁场，进入磁场的速度方向与x轴正方向夹角为30。已知正离子运动的轨迹半径大于负离子，则可以判断出 ( ）a正离子的比荷大于负离子b正离子在磁场中受到的向心力大于负离子c正离子在磁场中运动的时间大于负离子d正离子离开磁场时的位置到原点的距离大于负离子答案：cd解析：由洛伦兹力等于向心力得r=mv/qb，根据题述正离子运动的轨迹半径大于负离子，正离子的比荷小于负离子，选项a错误；由于题述没有明确正、负离子质量关系和电荷量关系，不能判断出二者受到的向心力大小，选项b错误；5（2012山东日照期末）如图所示，水平导线中通有稳恒电流，导线正下方的电子e的初速度方向与电流方向相同，其后电子将a.沿路径a运动，轨迹是圆b.沿路径a运动，曲率半径变小c.沿路径a运动，曲率半径变大d.沿路径b运动，曲率半径变小5.答案：c解析：由安培定则判断出通有稳恒电流的水平导线下方磁场方向垂直纸面向外，由左手定则判断出电子所受洛伦兹力向下，电子将沿路径a运动，由r=mv/eb可知，曲率半径变大，选项c正确。7(2012年3月山东德州一模)如图甲所示，带负电的物块a放在足够长的不带电的绝缘小车b上，两者均保持静止，置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，在t=0时刻用水平恒力f向左推小车b。已知地面光滑，ab接触面粗糙，a所带电荷量保持不变。图乙中关于a、b的vt图象大致正确的是 7.答案：c8（20125月江苏四市三模）霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，已发展成一个品种多样的磁传感器产品族，得到广泛应用。如图为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流i由正电荷定向运动形成。下列说法中正确的是am点电势比n点电势高b用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度c用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量d若保持电流i恒定，则霍尔电压uh与b成正比例8.答案：bcd解析：由左手定则可判断出正电荷受洛伦兹力方向指向左侧， n点电势比m点电势高，选项a错误；设霍尔元件的宽度为a，厚度为b，由i=nqabv，qvb=quh/a，联立解得uh=b。若保持电流i恒定，则霍尔电压uh与b成正比例，用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，可以测量地磁场的磁感应强度，选项bcd正确。9（2012年5月福建厦门模拟）显像管原理的示意图如图所示，当没有