高考物理二轮复习 专题八 磁场课时作业 新人教版.doc

磁场时间：45分钟一、单项选择题1.如图所示，矩形mnpq区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电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1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知，从图中abc处进入的粒子对应表中的编号分别为()a3,5,4 b4,2,5c5,3,2 d2,4,5解析：根据半径公式r结合表格中数据可求得15各组粒子的半径之比依次为0.52332，说明第一组正粒子的半径最小，该粒子从mq边界进入磁场逆时针运动由图可知a、b 粒子进入磁场也是逆时针运动，则都为正电荷，而且a、b粒子的半径比为23，则a一定是第2组粒子，b是第4组粒子，c顺时针运动，为负电荷，半径与a相等是第5组粒子正确答案为d.答案：d2.如图所示，三根通电长直导线p、q、r互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流强度均为i，方向垂直纸面向里(已知电流为i的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度b，其中k为常数)某时刻有一电子(质量为m、电量为e)正好经过原点o，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为()a方向垂直纸面向里，大小为b方向指向x轴正方向，大小为c方向垂直纸面向里，大小为d方向指向x轴正方向，大小为解析：p、q两电流在o处的合场强为零，故o点的磁感应强度相当于只由电流r产生，b0，再由fbvq可得电子所受洛伦兹力大小为，由左手定则可判断洛伦兹力的方向为垂直纸面向里，故a正确答案：a3(2015新课标全国卷)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的()a轨道半径减小，角速度增大b轨道半径减小，角速度减小c轨道半径增大，角速度增大d轨道半径增大，角速度减小解析：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，得qvbm，解得轨道半径r.带电粒子由较强磁场区域进入到较弱磁场区域，磁感应强度b减小，由r可知，轨道半径r增大由于洛伦兹力不做功，带电粒子速度不变，由角速度公式v/r，可知角速度减小，选项d正确，选项a、b、c错误答案：d4如图所示，带有正电荷的a粒子和b粒子同时以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的o点分别以30和60(与边界的夹角)射入磁场，又恰好都不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是()aa、b两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为ba、b两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为ca、b两粒子的之比是da、b两粒子的之比是解析：粒子运动轨迹如图所示，其中a粒子的运动半径为r，drrcos30，r；b粒子的运动半径为r，同理可得：r，则，所以a、b错误；据r可知，两粒子的之比是，c错误，d正确答案：d5某一空间充满垂直纸面方向的匀强磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度b随时间t的变化规律如图所示，规定b0时磁场的方向穿出纸面现有一电荷量q5107 c、质量m51010 kg的带电粒子在t0时刻以初速度v0沿垂直磁场方向开始运动，不计重力，则磁场变化一个周期的时间内带电粒子的平均速度的大小与初速度大小的比值是()a1 b.c. d.解析：粒子做圆周运动的周期t0.02 s，则5103 s，在b变化的一个周期内粒子的运动轨迹如图所示(假设粒子从m点运动到n点)平均速度，所以，c对答案：c二、多项选择题6(2015四川卷) 如图所示，s处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板mn垂直于纸面，在纸面内的长度l9.1 cm，中点o与s间的距离d4.55 cm，mn与so直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b2.0104t.电子质量m9.11031 kg，电荷量e1.61019c，不计电子重力电子源发射速度v1.6106 m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则()a90时，l9.1 cmb60时，l9.1 cmc45时，l4.55 cmd30时，l4.55 cm解析：如图所示，根据“用滚圆法求解磁场中粒子源射出粒子打在屏上范围”的模型，图中圆o1、o2均为半径为r的圆，圆o1分别交mn及其延长线于p、c两点，sc为圆o1的直径，圆o2与mn相切于q点，sqn.若屏的大小无限制，则电子应当打在图中c、q之间，而由于mn长度的限制，电子只能打在n、q之间据题意，r4.55 cm，可见sonoomo2qr，由几何知识可得2rsinsinrsin，则sin，lnqnppqr(1cos)2rsincos(1cosr，分别将90、60、45、30代入公式即可确定，a、d项正确，b、c项错误答案：ad7在xoy平面上以o为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，从原点o以初速度v沿y轴正方向开始运动，经时间t后经过x轴上的p点，此时速度与x轴正方向成角，如图所示不计重力的影响，则下列关系一定成立的是()a若r，则090b若r，则tc若t，则rd若r，则t解析：带电粒子在磁场中从o点沿y轴正方向开始运动，圆心一定在垂直于速度的方向上，即在x轴上，轨道半径r.当r时，p点在磁场内，粒子不能射出磁场区，所以垂直于x轴过p点，最大且为90，运动时间为半个周期，即t；当r90，所以过x轴时0rrcos53r由并代入数据得：b t5.33 t(取“”也可)答案：(1)20 m/s(2)0.90 m(3)b5.33 t10如图所示，在坐标系xoy中，第一象限内充满着两个匀强磁场a和b，op为分界线，在磁场a中，磁感应强度为2b，方向垂直于纸面向里，在磁场b中，磁感应强度为b，方向垂直于纸面向外，p点坐标为(4l,3l)一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从p点沿y轴负方向射入磁场b，经过一段时间后，粒子恰能经过原点o，不计粒子重力求：(1)粒子从p点运动到o点的最短时间是多少？(2)粒子运动的速度可能是多少？解析：(1)设粒子的入射速度为v，用ra、rb、ta、tb分别表示粒子在磁场a中和磁场b中运动的轨道半径和周期，则有ra，rb，ta，tb当粒子先在区域b中运动，后进入区域a中运动，然后从o点射出时，粒子从p点运动到o点所用的时间最短，如图所示根据几何知识得tan，故37.粒子在区域b和区域a中运动的时间分别为tbtb，tata故从p点运动到o点的时间为ttatb.(2)由题意及上图可知n(2racos2rbcos).解得v(n1,2,3，)答案：(1)(2)(n1,2,3)11如图所示，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为b，方向垂直于xoy所在的纸面向外某时刻在xl0，y0处，一质量为m、电荷量为2q的粒子a沿y轴负方向进入磁场；同一时刻，在xl0，y0处，一质量为4m、电荷量为q的粒子b垂直磁场方向射入磁场不计粒子的重力及其相互作用(1)如果粒子a经过坐标原点o，求它的速度为多大？(2)如果粒子b与粒子a在坐标原点o相遇，粒子b的速度应为何值？方向如何？解析：(1)粒子a进入磁场的速度方向垂直于x轴，其运动轨迹的圆心在x轴上，又因粒子a经过坐标原点，故其轨道半径ral0设粒子a的速度为va，则有qbvam解得va.(2)粒子a做圆周运动的周期为ta粒子b做圆周运动的周期为tb2ta由于匀速圆周运动是周期性重复的运动，因而粒子a多次穿过坐标原点o，其时间为ta