2019届高考物理一轮复习第9章磁场练案26磁吃运动电荷的作用新人教版.docx

练案26 磁场对运动电荷的作用一、选择题(本题共8小题，15题为单选，68题为多选)1(2018河南省南阳市高三上学期第五次月考)质量为m，带电荷量为q的小物块，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是( B )A小物块一定带正电荷B小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为解析带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上。根据左手定则知，小球带负电，故A错误；小球在运动的过程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力，合外力沿斜面向下，大小为mgsin，根据牛顿第二定律知agsin，小球在离开斜面前做匀加速直线运动，故B正确，C错误；当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有mgcosqvB，解得v，故D错误。2(2018四川成都月考)如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，在磁场中运动的时间为tb，当速度大小为vc时，从c点离开磁场，在磁场中运动的时间为tc，不计粒子重力。则( A )Avbvc12，tbtc21Bvbvc21，tbtc12Cvbvc21，tbtc21Dvbvc12，tbtc12解析设正六边形的边长为L，一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域，当速度大小为vb时，从b点离开磁场，由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径rbL，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹对应的圆心角为120，由洛伦兹力提供向心力Bqvb，得L，且T，得tb；当速度大小为vc时，从c点离开磁场，由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹所对应的圆心角260，粒子在磁场中做圆周运动的半径rcL2L，同理有2L，tc，解得vbvc12，tbtc21，A项正确。3(2018湖北襄阳高三期末)如图所示，在0xa,0ya的长方形区域有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，它们的速度方向均在xOy平面内的第一象限，且与y轴正方向的夹角分布在090范围内，速度大小不同，且满足v，已知粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，则下列说法正确的是( A )A所有粒子在磁场中运动经历最长的时间为B所有粒子在磁场中运动经历最长的时间小于 C从磁场上边界飞出的粒子经历最短的时间大于D从磁场上边界飞出的粒子经历最短的时间为解析粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以有，Bvq，则有，R；又因为v，所以，2aR3a；粒子做圆周运动的周期T；当速度与y轴正方向的夹角为零时，有R越大，对应的越小，所以，当R3a时，最小，此时，sin ，所以，tT0)的小球由轨道左端A处无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点，若小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是( BD )A小球在C点受到的洛伦兹力大小为qBB小球在C点对轨道的压力大小为3mgqBC小球从C到D的过程中，外力F大小保持不变D小球从C到D的过程中，外力F的功率增大解析因为洛伦兹力始终对小球不做功，故洛伦兹力不改变小球速度的大小，从A点运动到C点的过程中只有重力做功，根据动能定理得：mgRmv2，解得：v。故小球在C点受到的洛伦兹力大小为fqBvqB，A错误；由左手定则可知，小球向右运动到C点时若受到的洛伦兹力的方向向上，则有：NqvBmgm，解得：N3mgqvB3mgqB，B正确；小球从C到D的过程中，洛伦兹力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F增大，故C错误；小球从C到D的过程中小球的速率不变，而洛伦兹力和支持力不做功，所以小球的动能不变，拉力F的功率与重力的功率大小相等，方向相反。由运动的合成与分解可知，小球从C向D运动的过程中，竖直方向的分速度越来越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大，D正确。8(2018四川宜宾期中)如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC理想分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿BAC的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计)，所有质子均能通过C点，质子比荷k，则质子的速度可能为( BD )A2kBLBCD解析因质子带正电，且经过C点，其可能的轨迹如图所示，所以圆弧所对圆心角均为60，所以质子运动半径r(n1,2,3，)，由洛伦兹力提供向心力得Bqvm，即vBk(n1,2,3)，B、D项正确。二、非选择题9(2018广东梅州检测)如图所示，在边长为L的正方形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B。在正方形对角线CE上有一点P，其到CF、CD的距离均为，且在P点处有一个发射正离子的装置，能连续不断地向纸面内的各方向发射出速率不同的正离子。已知离子的质量为m、电荷量为q，不计离子的重力及离子间的相互作用。求：(1)速率在什么范围内的所有离子均不可能射出正方形区域；(2)速率v的离子在DE边的射出点距离D点的范围。答案：(1)v(2)dL解析(1)依题意可知，若离子在正方形区域内做圆周运动不射出该正方形区域，则半径r，对离子，由牛顿第二定律有qvBm，解得v。甲(2)当v时，设离于在磁场中做圆周运动的半径为R，由qvBm，可得R，要使离子从DE边射出，则其必不能从CD射出，其临界状态是离子轨迹与CD边相切，恰不能从CD边射出，设切点与C点距离为s，其轨迹如图甲所示，由几何关系得R2(s)2(R)2，解得sL，设此时DE边出射点与D点的距离为d1，则由几何关系有(Ls)2(Rd1)2R2，解得d1，乙而当离子轨迹与DE边相切时，离子恰好不能从EF边射出，设此时切点与D点距离为d2，其轨迹如图乙所示，由几何关系有R2(LR)2(d2)2，解得d2L，故速率v的离子在DE边的射出点距离D点的范围为d2L。10.(2018山东省潍坊市高三上学期期末试题)如图所示，在xOy平面第一象限的区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第四象限区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，区域、的宽度均为L，高度分别为DEL，EF2L，质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从左边为(0，L)的A点以速度v0沿与y轴正方向成45夹角射入区域，经x轴上的C点(图中未画出)进入区域，不计粒子重力。(1)求OC的长度；(2)要使粒子从DE边界射出，I区域磁感