2011届高考物理一轮复习随堂练习 磁场对运动电荷的作用 新人教版

用心 爱心 专心1 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用 图 8 2 15 1 如图 8 2 15 没有磁场时 显像管内电子束打在荧光屏正中的O点 加磁场后电子 束打在荧光屏O点上方的P点 则所加磁场的方向可能是 A 垂直于纸面向内 B 垂直于纸面向外 C 平行于纸面向上 D 平行于纸面向下 解析 电子受到的洛伦兹力的方向向上 由左手定则 可判定磁场方向可能垂直于纸面 向外 B 项正确 答案 B 2 图 8 2 16 如图 8 2 16 所示 在半径为R的圆形区域内 有匀强磁场 磁感应强度为B 方向垂 直于圆平面 未画出 一群比荷为 的负离子体以相同速率v0 较大 由P点在纸平面内 q m 向不同方向射入磁场中发生偏转后 又飞出磁场 则下列说法正确的是 不计重力 A 离子飞出磁场时的动能一定相等 B 离子在磁场中运动半径一定相等 C 由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 D 沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大 解析 射入磁场的粒子比荷相等 但质量不一定相等 故射入时初动能可能不等 又因 为磁场对电荷的洛伦兹力不做功 故这些粒子从射入到射出动能不变 但不同粒子的动 能可能不等 A 项错误 粒子在磁场中偏转的半径为r 由于比荷和速度都相等 磁 mv qB 感应强度B为定值 故所有粒子的偏转半径都相等 B 正确 同时各粒子在磁场中做圆周 运动的周期T 也相等 根据几何规律 圆内 较长的弦对应较大的圆心角 所以 2 m qB 用心 爱心 专心2 从Q点射出的粒子偏转角最大 在磁场内运动的时间最长 C 对 沿PQ方向射入的粒子 不可能从Q点射出 故偏角不最大 D 错 选 BC 答案 BC 图 8 2 17 3 2009 北京西城模拟 如图 8 2 17 所示 在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里 的匀强磁场 磁感应强度的大小为B 许多相同的离子 以相同的速率v 由O点沿纸面 向各个方向 y 0 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 D 当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N点 q m v LB 解析 根据左手定则 离子带正电 A 项错误 由图可知 粒子轨道半径为L B 项错误 1 2 再根据qvB C 项错误 由于ON L 粒子半径为L ON恰好为粒子圆周运 mv2 1 2L q m 2v LB 1 2 动直径 故 D 项正确 答案 D 图 8 2 18 4 2009 东营模拟 如图 8 2 18 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 He 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 4 2 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 项错误 粒子运动的 mv qB 用心 爱心 专心3 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 项正确 由 qvB m 题图可知 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 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 质量和电荷量相 mv Bq 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 项对 B 项错 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 m Bq 心角为 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 7 图 8 2 25 如图 8 2 25 所示 在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场 磁场方向垂直纸面 向里 P为屏上的一个小孔 PC与MN垂直 一群质量为m 带电量为 q的粒子 不计重 力 以相同的速率v 从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域 粒子入射方向在与磁 场B垂直的平面内 且散开在与PC夹角为 的范围内 则在屏MN上被粒子打中的区域 的长度为 A B 2mv qB 2mvcos qB C D 2mv 1 sin qB 2mv 1 cos qB 解析 由图可知 沿PC方向射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最远 为 PR 沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最近为 2mv Bq PQ cos 故在屏MN上被粒子打中的区域的长度为 QR PR PQ 2mv Bq 选项 D 正确 2mv 1 cos qB 答案 D 用心 爱心 专心7 图 8 2 26 8 如图 8 2 26 所示为一个质量为m 电荷量为 q的圆环 可在水平放置的足够长的粗 糙细杆上滑动 细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中 现给圆环向右的初速度v0 在 以后的运动过程中 圆环运动的速度图象可能是下图中的 解析 给圆环向右的初速度v0 圆环运动有三种可能性 若Bv0q mg时 圆环做匀速直 线运动 故 A 项正确 若v v0时 圆环与杆下边有摩擦力作用 摩擦力逐渐减小 运动 加速度逐渐减小 最终为零 Bvq mg时 圆环做匀速直线运动 故 D 项正确 若vr 要使粒子在磁场中运动的时间最长 则粒子在磁场中运动的圆弧所对应的 弧长最长 从右图中可以看出 以直径ab为弦 R为半径所作的圆周 粒子运动时间最长 T 运动时间tm T 2 m qB 2 2 2 m qB 又 sin 所