2014届高三物理一轮复习 第37讲磁场对运动电荷的作用课时作业（含详解）

1、2014届高三物理一轮复习课时作业及详细解析：第37讲磁场对运动电荷的作用图K37112013·珠海模拟 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹如图K371所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减小，下列说法正确的是()A粒子先经过a点，再经过b点B粒子先经过b点，再经过a点C粒子带负电D粒子带正电22013·湖南模拟 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是() A洛伦兹力对带电粒子做功B洛伦兹力不改变带电粒子的动能C洛伦兹力的大

2、小与速度无关D洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向3如图K372所示，在一矩形区域内不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若该矩形区域内加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°.利用以上数据可求出()A带电粒子的比荷B带电粒子在磁场中运动的周期C带电粒子的初速度D带电粒子在磁场中运动的半径图K372图K3734如图K373所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点M滑下到最右端，则下列说法

3、中正确的是()A滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B滑块从M点到最低点的加速度比磁场不存在时小C滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等 52013·浙江卷 利用如图K374所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q、具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变，增大B，射出粒子的

4、最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大图K374图K3756如图K375所示，摆球带负电荷的单摆在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F2，摆球加速度大小为a2，则()AF1F2，a1a2BF1F2，a1a2 CF1F2，a1a2 DF1F2，a1a2图K37672013·泉州模拟 如图K376所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为R10 cm的圆柱形筒内有B104 T的匀强磁场，方向平行于轴线，在

5、圆柱形筒某一直径的两端开有小孔作为入射孔和出射孔粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出现有一粒子源发射比荷为2×1011 C/kg的阳离子，粒子束中速度分布连续，不计重力当角45°时，出射粒子速度v的大小是()A.×106 m/sB2 ×106 m/sC2 ×108 m/s D4 ×106 m/s图K3778如图K377所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球，整个装置处在由水平匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中小球的vt图象如图K378所示，其中正确的是(

6、)ABCD图K37892013·宁波模拟 如图K379所示，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合有一电荷量为q、质量为m的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后，在开始一小段时间内，小球()A可能做匀速直线运动B一定做变加速曲线运动C重力势能可能减小D电势能可能增加图K379图K3710102013·泸州一模 如图K3710所示，以O为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场，三个不计重力、质量相同、带电量相同的带正电粒子a、b和c以相同的速

7、率分别沿aO、bO和cO方向垂直于磁场射入磁场区域，已知bO垂直MN，aO和cO与bO的夹角都为30°，a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为ta、tb、tc，则下列给出的时间关系可能的是()Ata<tb<tc Bta>tb>tcBtatb<tc Dtatbtc112013·云南模拟 在真空中，半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围足够大空间有垂直纸面向里的大小也为B的匀强磁场，如图K3711所示一个带正电的粒子从边界上的P点沿半径向外以速度v0进入外围磁场，已知带电粒子质量m2×

8、;1010 kg，带电荷量q5×106 C，不计重力，磁感应强度B1 T，粒子运动速度v05×103 m/s，圆形区域半径r0.2 m求粒子第一次回到P点所需的时间图K3711122013·金华联考 如图K3712所示，在空间有一直角坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线OP是它们的理想边界，OP上方区域中磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力，不计质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直

9、打在x轴上的Q点(图中未画出)试求：(1)区域中磁场的磁感应强度大小；(2)Q点到O点的距离图K371213如图K3713所示，条形区域AABB中存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B的大小为0.3 T，AA、BB为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，宽度d1 m一束带正电的粒子从AA上的O点以沿着与AA成60°角、大小不同的速度射入磁场当粒子的速度小于某一值v0时，粒子在磁场区域内的运动时间t04×106 s；当粒子速度为v1时，刚好垂直边界BB射出磁场取3，不计粒子所受重力求：(1)粒子的比荷；(2)速度v0 和v1 的大小图K3713课时作业（三十七

10、）【基础热身】1AC解析 由R知，在带电粒子的电量q、质量m及磁感应强度B一定时，v越小则R越小，故粒子先经过a点，再经过b点，A对，B错由左手定则可以判断粒子带负电，C对，D错2B解析 根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，选项A错误、选项B正确；根据FqvB，可知洛伦兹力的大小与速度有关，选项C错误；洛伦兹力的作用效果就是改变带电粒子的运动方向，不改变速度的大小，选项D错误3AB解析 由带电粒子在磁场中运动的偏转角可知，带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60°，由几何关系得磁场宽度lrsin60°sin60°，又由未加磁场时有lvt，所以可求得比荷，选项A

11、正确；周期T可求出，选项B正确；因初速度未知，所以选项C、D错误4D解析 由于洛伦兹力不做功，故与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的速度不变，选项A错误；由a，与磁场不存在时相比，滑块经过最低点时的加速度不变，选项B错误；由左手定则，滑块经最低点时受的洛伦兹力向下，而滑块所受的向心力不变，故滑块经最低点时对轨道的压力比磁场不存在时大，因此选项C错误；由于洛伦兹力始终与运动方向垂直，在任意一点，滑块经过时的速度均不变，选项D正确【技能强化】5BC解析 因为带电粒子进入磁场后向右偏转，所以粒子带负电，A选项错误；对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，根据洛伦兹力提供向心力，有：qvB，得v，带电粒子

12、速度越大，半径就越大，如图所示，rmax，rmin，所以vmax，vmin ，故选项B正确；因vmaxvmin，由此可知选项C正确，选项D错误6B解析 绳的拉力、洛伦兹力始终与单摆的运动方向垂直，不做功，只有重力做功，所以a1a2，当单摆由A摆到最低点C时，绳的拉力和洛伦兹力方向相同，由B摆到最低点C时，绳的拉力与洛伦兹力方向相反，故F1F2.选项B正确7B解析 由题意，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场，能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动周期，由几何关系知rR，又r，故v2 ×106 m/s.选项B正确8C解析 小球下滑过程中，qE与qv

13、B反向，开始下落时，qE>qvB，所以a，随下落速度v增大，a逐渐增大；当qE<qvB之后，则a，随下落速度v增大，a逐渐减小；最后a0，小球匀速下落，选项C正确，选项A、B、D错误9BC解析 小球加速后以一定速度进入右侧电场、磁场和重力场的复合场区域，受到竖直向下的重力、竖直向上的洛伦兹力和水平向右的电场力，由于洛伦兹力与重力的大小关系不确定，所以小球可能向上偏也可能向下偏，电场力和重力做功，速率发生变化，洛伦兹力发生变化，所以小球的合力是变力，小球做变加速曲线运动，重力势能可能增加也可能减小，选项A错误，选项B、C正确；在离开杆的一小段时间内，小球不会返回，所以电场力做正功，电

14、势能减小，选项D错误10AD解析 粒子带正电，偏转方向如图所示，粒子在磁场中的运动周期相同，在磁场中运动的时间tT，故粒子在磁场中运动对应的圆心角越大，时间越长若粒子的运动半径r和圆形区域半径R满足rR，则如图甲所示，ta<tbtc；当r>R时，粒子a对应的圆心角最小，c对应的圆心角最大，选项A正确；当rR，轨迹如图乙所示，tatbtc，选项D正确；同理，R<rR时，tatbtc，故选项B、C均错误1116×105 s解析 由洛伦兹力提供向心力：qv0B解得R0.2 mr轨迹如图所示粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T8×105 s粒子第一次回到P点所需时

15、间为t2T16×105 s.12(1)2B(2)解析 设质子在匀强磁场区域和中做匀速圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，区域中磁感应强度为B.由牛顿第二定律得qvBmqvBm粒子在两区域中运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从A点出匀强磁场区域时的速度方向与OP的夹角为30°，故质子在匀强磁场区域中运动轨迹对应的圆心角为60°，则O1OA为等边三角形OAr1r2OAsin30°r1解得B2B.(2)Q点到O点的距离为xOAcos30°r2.【挑战自我】13(1)3.3×106 C/kg(2)6.7×105 m/s2×106 m/s解析 (1)若粒子的速度小于某一值v0时，则粒子不能从BB离开磁场区域，只能从AA边离开，无论粒子速度为多少，在磁场中运动的时间都相同，轨迹如图所示(图中只画了