2012高三物理一轮复习 11.2磁场对运动电荷的作用课时练习

用心 爱心 专心 1 第十一章第十一章 第第 2 2 课时课时 1 初速为 v0的电子 沿平行于通电长直导线的方向射出 直导线中电流方向与电子的 初始运动方向如右图所示 则 A 电子将向右偏转 速率不变 B 电子将向左偏转 速率改变 C 电子将向左偏转 速率不变 D 电子将向右偏转 速率改变 解析 由安培定则可知 通电导线右方磁场方向垂直纸面向里 则电子受洛伦兹力 方向由左手定则可判知向右 所以电子向右偏 由于洛伦兹力不做功 所以电子速率不 变 答案为 A 答案 A 2 2010 年广东高三调研 如右图所示 重力不计 初速度为 v 的正电荷 从 a 点沿水平 方向射入有明显左边界的匀强磁场 磁场方向水平向里 若边界右侧的磁场范围足够大 该 电荷进入磁场后 A 动能发生改变 B 运动轨迹是一个完整的圆 正电荷始终在磁场中运动 C 运动轨迹是一个半圆 并从 a 点上方某处穿出边界向左射出 D 运动轨迹是一个半圆 并从 a 点下方某处穿出边界向左射出 解析 洛伦兹力不做功 电荷的动能不变 A 不正确 由左手定则 正电荷受到的 洛伦兹力的方向向上 电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动 运动轨迹是一个半圆 并从 a 点 上方某处穿出边界向左射出 B D 不正确 C 正确 答案 C 3 如右图所示 ABC 为与匀强磁场垂直的边长为 a 的等边三角形 磁场垂直纸面向外 比荷为 e m 的电子以速度 v0从 A 点沿 AB 方向射入 现欲使电子能经过 BC 边 则磁感应强 度 B 的取值应为 A B B B 3mv0 ae 2mv0 ae 用心 爱心 专心 2 C B 3mv0 ae 2mv0 ae 解析 当电子从 C 点离开时 电子做圆周运动对应的轨道半径最小 有 R 而 R 所以 B0 y 0 的空间有恒定的匀强磁场 磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向里 大小为 B 现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子 由 x 轴上的 P 点以不同的 初速度平行于 y 轴射入此磁场 其出射方向如图所示 不计重力的影响 则 A 初速度最大的粒子是沿 方向射出的粒子 B 初速度最大的粒子是沿 方向射出的粒子 C 在磁场中运动时间最长的是沿 方向射出的粒子 D 在磁场中运动时间最长的是沿 方向射出的粒子 解析 显然图中四条圆弧中 对应的半径最大 由半径公式 R 可知 质量和电 mv Bq 荷量相同的带电粒子在同一个磁场中做匀速圆周运动的速度越大 半径越大 A 对 B 错 根 据周期公式 T 知 当圆弧对应的圆心角为 时 带电粒子在磁场中运动的时间为 2 m Bq t 圆心角越大则运动时间越长 圆心均在 x 轴上 由半径大小关系可知 的圆心角为 m Bq 且最大 故在磁场中运动时间最长的是沿 方向出射的粒子 D 对 C 错 答案 AD 5 如右图所示 直角三角形 ABC 中存在一匀强磁场 比荷相同的两个粒子沿 AB 方向 射入磁场 分别从 AC 边上的 P Q 两点射出 则 A 从 P 射出的粒子速度大 B 从 Q 射出的粒子速度大 用心 爱心 专心 3 C 从 P 射出的粒子 在磁场中运动的时间长 D 两粒子在磁场中运动的时间一样长 解析 作出各自的轨迹如右图所示 根据圆周运动特点知 分别从 P Q 点射出时 与 AC 边夹角相同 故可判定从 P Q 点射出时 半径 R10 射入磁场区域 不计离子所受重力 不计离子间的相互影响 图中曲线表示离子运动的 区域边界 其中边界与 y 轴交点为 M 边界与 x 轴交点为 N 且 OM ON L 由此可判断 A 这些离子是带负电的 B 这些离子运动的轨道半径为 L C 这些离子的荷质比为 q m v LB D 当离子沿 y 轴正方向射入磁场时会经过 N 点 解析 根据左手定则 离子带正电 A 错误 由图可知 粒子轨道半径为 L B 错 1 2 误 再根据 qvB C 错误 由于 ON L 粒子半径为 L ON 恰好为粒子圆 mv2 1 2L q m 2v LB 1 2 周运动直径 故 D 正确 答案 D 9 如右图所示 平行直线 aa 与 bb 间有垂直纸面向里的匀强磁场 磁感应强度为 B 现分别在 aa 上某两点射入带正电粒子 M 和 N M N 的初速度方向不同 但与 aa 的夹 角都为 两粒子都恰不能越过界线 bb 两粒子的质量均为 m 电荷量均为 q 两粒子从射 入到 bb 的时间分别为 t1和 t2 则 4 A t1 t2 m qB B t1 t2 m 2qB C M 粒子的初速度大于 N 粒子的初速度 D M 粒子的轨迹半径大于 N 粒子的轨迹半径 解析 对两种情况分别作出轨迹可看出两粒子在磁场中完成的圆弧所对的圆心角之 用心 爱心 专心 5 和恰好是 180 则 t1 t2 A 选项正确 B 选项错误 从作出的图可看出 RM RN 由 m Bq R 知 vM vN 所以选项 C D 均正确 mv Bq 答案 ACD 10 2010 年东营模拟 如右图所示 在一匀强磁场中有三个带电粒子 其中 1 和 2 为质 子 3 为 粒子的径迹 它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动 三者轨道半径 r1 r2 r3并相切于 P 点 设 T v a t 分别表示它们做圆周运动的周期 线速度 向心加速 度以及各自从经过 P 点算起到第一次通过图中虚线 MN 所经历的时间 则 A T1 T2v3 C a1 a2 a3 D t1 t2 t3 解析 各粒子做圆周运动的周期 T 根据粒子的比荷大小可知 T1 T2r2 r3结合 r 及粒子比荷关系可知 v1 v2 v3 故 B 错误 粒子运动的 mv qB 向心加速度 a 结合各粒子的比荷关系及 v1 v2 v3可得 a1 a2 a3 故 C 正确 由图可 qvB m 知 粒子运动到 MN 时所对应的圆心角的大小关系为 1 2 3 而 T1 T2 因此 t1 t2 由 T2 T3 且 2 3 可知 t20 的粒子从 P 点瞄准 N0点入射 最后又通过 P 点 不计重 力 求粒子入射速度的所有可能值 解析 设粒子的入射速度为 v 第一次射出磁场的点为 N 0 与板碰撞后再次进入 磁场的位置为 N1 粒子在磁场中运动的半径为 R 有 R mv qB 粒子速率不变 每次进入磁场与射出磁场位置间距离 s1保持不变 s1 N 0N0 2Rsin 粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离 s2始终不变 与 N 0N1相等 由图可以 看出 s2 a 设粒子最终离开磁场时 与档板相碰 n 次 n 0 1 2 若粒子能回到 P 点 由对称性 出射点的 x 坐标应为 a 即 n 1 s1 ns2 2a 由 式得 s1 a n 2 n 1 用心 爱心 专心 7 若粒子与挡板发生碰撞 有 s1 s2 a 4 联立 式得 n 3 联立 式得 v