2018年高考物理总复习配餐作业26磁场对运动电荷的作用课件

1、 （二十六）磁场对运动电荷的作用A组口基础巩固题1.下列装置中，没有利用带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理的是解析项D符合题意。洗衣机将电能转化为机械能，所以选答案2在北半球，地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下（以“叫表示）。如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向，那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将向哪个方向偏转A不偏转向东C向西D无法判断解析根据左手定则可判断由南向北运动的电子束所受洛伦兹力方向向东，因此电子束向东偏转，故选项B正确。答案滴质量为3（多选）带电油滴以水平速度vj直进入磁场，口做匀速直线运动，如图所示，口油m，磁感应强度为B,则下述说法正确的是(A1油口口带正电荷

2、，电荷量为mgv0BB1油口口带正电荷，比荷qo-gmv0BC1油口口带负电荷，电荷量为mgv0Bmgmgv0BD1油口带什么电荷都可以，只要满足解析油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上与重力平衡，故带正电，其电荷qqommg量qOB，油口的比荷为0g5-口选项AB正确。Bv0AB41（2017AB41（2017诸暨调研答案）如图所示，在第象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与x轴成30角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为A11：C11：解析对应圆心角为答案51的匀强磁场。()（多选()2：1，下列判断一定正确的是aP与弧Pb的弧长之比为

3、段轨迹，其中弧A1两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为B1粒子在两个磁场中的运动速度大小之比为2：1C1粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为2：1D弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为2：1解析粒子在磁场中所受的洛伦兹力指向运动轨迹的凹侧，结合左手定则可知，两个磁场的磁感应强度方向相反，根据题中信息无法求得粒子在两个磁场中运动轨迹所在圆周的半径之比，所以无法求出两个磁场的磁感应强度之比，选项A错误；运动轨迹粒子只受洛伦兹力的作用，而洛伦兹力不做功，所以粒子的动能不变，速度大小不变，选项B正确；已知粒子通过aP、Pb两段弧的速度大小不变，而路程之比为2：1，可求出运动时间之比为2：1，选项C正确

4、；由图知两个磁场的磁感应强度大小不等，粒子在两个磁场中做圆周运动时的周2nm期T口五一也不等，Bq粒子通过弧aP与弧Pb的运动时间之比并不等于弧aP与弧Pb对应的圆心角之比，选项D错误。答案BC6（多选）如图所示，MN、PQ之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域水平方向足够长，MN、PQ间距为L,现用电子枪将电子从O点垂直边界MN射入磁场区域，调整电子枪中的加速电压可使电子从磁场边界不同位置射出。a、b、c为磁场边界上的三点，下列分析正确的是A从BDOa、a、C1若从边界s口2LD1若从边界s口2L解析vaDvbD圆与边界b、b、c三点射出的电子速率关系为c三点射出的电子速率关系为MN射出的

5、电子出口点与PQ射出的电子出口点与画出轨迹圆可知,从a、b、vc,A对，B错；电子垂直于边界PQ相切，则无论怎样调整加速电压,其轨迹的最小圆也与边界答案ACvaDVa口O点的距离为O点的距离为c三点射出的电子的半径关系为s,则无论怎样调整加速电压，必有s,则无论怎样调整加速电压，必有MN射入磁场，能从边界必有PQ相切，则无论怎样调整加速电压，必有7如图所示,一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为一个垂直纸面指向读者方向的磁场,则滑到底端时RaDRbDR,由RDmv,BqMN射出，其轨迹的最大0口s口2L,C对；口电子从边界L口s口2L,PQ射出，D错。v。口加上AQv变大v变小C

6、v不变解析1力D不能确定洛伦/故摩擦力变大，损失的机械能增加。答案B8口如图所示，MN为两个匀强磁场的分界面，一带电荷量为口q、质量为m的粒子从O,两磁场两磁场的磁感应强度n的关系为11MN进入B1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过。点（）2nmA.5-qB12nmqB2B1D2B2，2nmC-q口BDBD解析粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，由周期公式场到再一次通过。点的时间,2nmtD5-DqB1D.BDBD2nmTD知，粒子从qB。点进入磁答案Bmr,DD,B选项正确。B组能力提升题9口（20179口（2017口石家庄质检一）如图所示，在平面直角坐标系xOy中只有第四象限存在垂直纸面向

7、里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,点纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,点M的坐标为（0,口d）。一电荷量为q,质量为m的带电粒子以某一速度从点M与y轴口方向成6137角垂直磁场射入第四象限，粒子恰好垂直穿过x轴，已知子恰好垂直穿过x轴，已知sin37口0.6,COs37Q0.8。若不考虑粒子重力，下列说法TOC o 1-5 h z正确的是（）XXXXXXXXXA粒子可能带负电XX豌D5.LB粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为XXX乂种XX八5qdBC粒子的速度大小为-73mA错误；由几何知识得粒子D1A错误；由几何知识得粒子解析粒子运动轨迹如图,由左手定则判断粒子应带正电,的轨道半径d5

8、d而口了,BDD;QDqvBQmv得粒子的速度大小5qdB-,C正确；若3m减小磁感应强度B,粒子的轨道半径增大，一定能过答案10E点为半径度分别从C（多选）如图所示，圆心角为OD的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子0、E点均沿OC方向射入磁场，）以大小不等的速b恰从C点射出磁()场，已知sin37口0.6,COs37口0.8,则下列说法正确的是A粒子a带正电，粒子b带负电I-：,匚广丁I-.,1,。丁一工B粒子a、b在磁场中运动的加速度大小之比为5：2C粒子a、b的速率之比为2：5D粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180：53解析两个粒子的运动轨迹如图所示，根据左手定则判断知粒子a带负电

9、，粒子b带正电，A错误；设扇形COD的半径为r,粒子a、b的轨道半径分别为R、a印则Ra口r/2,以r2(Rbr/2)2，sine口r/R小得RbD5r/4,e口53,由qvBQv2，得RqBR/m，所以粒子a、b的速率之比为va：vbDR：a整2：5，C正确；由牛顿第二定律得加速度qvBa口，所m以粒子a、b在磁场中运动的加速度大小之比为aa：ajva：vb口2：5，B错误；粒子a在磁场中运动的时间nR-8粒子vab在磁场中运动的时间笆R180nRb，口vb180：53，正确。答案CD11（多选）在xOy平面上以O为圆心，半径为的匀强磁场，磁场方向垂直于以初速度v沿y轴正方向开始运动，xOy

10、平面。一个质量为m、电荷量为经时间x轴上的r的圆形区域内，存在磁感应强度为q的带电粒子，从原点P点，此时速度与x轴正方向成e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2mvr口F，则qB0口口eD90B1若2mv机则tDnmqBC若tD科则rD2mvqBD若rD2mv机则tDnmqB解析带电粒子在磁场中从。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mv护2mvr口F，P点在磁场内，粒子不能射出磁场区，口qB以垂直于x轴过p点，e最大且为90，运动时间为半个周期，即nm词当2mvr口r,qB粒子在到达P点之前射出圆形磁场区，速度偏转角g在大于0、小于

11、180范围内，如图所示，能过x轴的粒子的速度偏转角g叫0,所以过x轴时0口口eD90,A对，BD；同理，若,nmt口，则qB2mv而若2mvr口ET，则t口qBnm八,CD,qBD对。答案AD12如图所示,一个质量为m、电荷量为口q的带电粒子，不计重力，在a点以某一口速度水平向左射入磁场区域口，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧，粒子在每段圆弧上运动的时间都为t。规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域叫皿口三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下图中的（）解析由左手定则可判断出口感应强化,，向里和向外,在三个区域中均运动1/4圆周叫有选项C正确。答案C13.如图所

12、示,在半径为为B,圆形区域右侧有一竖直感光板,进入磁场,已知粒子的质量为B在磁场t口T/4,由于mv即的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度Bq圆弧顶点P有一速率为口内磁场方向分别为向外、2nm即才求得vo的带正电的粒子平行于纸面m，电荷量为q,粒子重力不计。nm_，只2qt(2)若粒子对准圆心射入，且速率为(3)若粒子以速率解析Bqv0D(1)若粒子对准圆心射入，求它在磁场中运动的时间；3v,求它打到感光板上时速垂直分量；v0从P点以任意角射入，口证明它离开磁场后口垂直打在感光设带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r,由牛顿第二定律得v2fflTr所以rDmvDRBq带电粒

13、子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周，轨迹对应的圆心角为带电粒子在磁场中的运动轨迹为四分之一圆周，轨迹对应的圆心角为ny,则它在磁场中乙运动的时间nR2nmtDb2qB0(2)由(1)知，当vDV3Vo时，带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为”R,其运动轨迹如练图所示。由几何关系可知DPOODDOOAO30所以带电粒子离开磁场时偏转角为粒子打到感光板上时速度的垂直分量为360口2v0(3)由(1)知，当带电粒子以vo射入时，粒子在磁场中的运动轨迹半径为R，设粒子射入方向与PO方向之间的夹角为，带电粒子从区域边界S射出，带电粒子的运动轨迹如图所示。在在S点的速度方向与因PODOS口POOSODR33所

14、以四边形POSO3为菱形由几何关系可知：POOOS3OS垂直，因此，带电粒子射出磁场时的方向为水平方向，离开磁3场后垂直打在感光板上，与入射的方向无关。/、nm/、3,、答案赤/见解析14如图所示，在一个圆形区域内，直径A2A4为边界的两个半圆形区域口、口中，量为口q的粒子以某一速度从口区的边缘点粒子口垂直于A2A4的方向经过圆心到射出磁场所用的时间为t,求：两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以A2A4与A1A3的夹角为60。一质量为m、电荷A1处沿与A1A3成30角的方向射入磁场，随后该O进入口区，最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入AA,口AA,口12画出粒子在磁场。中的运动轨

15、迹;粒子在磁场口和口中的轨迹半径口区和口区中磁感应强度的大小解析口出粒子在磁场。中的运动轨迹如图所示。(2)设粒子的入射速度为逆时针做圆周运动，最后从的磁感应强度、轨迹半径和周期。设圆形区域的半径为A1OA2为等边三角形，A2为带电粒子在。场中运动轨迹的圆心，其半径A1A2DOA2Dr粒子在口区磁场中运动的轨迹半径R2DR即RD2：2qvB1口v2mR1v2qvB2DmR22nRDv2nmqB1T2D2nR8口v2nmqB2圆心角口AAOD60,带电粒子在区磁场中运动的时间为12在口区磁场中运动的时间为tj带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间tDt1t2由以上各式可得B1D5nm6qtB2D5

16、nm3qt答案(1)见解析图(2)2：15n6qt5n川3qt15.(2016口浙江卷)为了进一步提高回旋加速器的能量，科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦过程中，离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转。扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示，三个为峰区，三个为谷区，磁感应强度为B,谷区内没有磁场。质量为其闭合平衡轨道如图中虚线所示。峰区和谷区相间分布。其中v旋转，(1)求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r,并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针；(2)求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角(3)在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为e，及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期B,新的闭合平衡

17、轨道在一个峰区内的圆心角e变为T；90,求B和B的关系。已知：sin(a0)sinacos0cosasin0,cosa口12sin解析(1)峰区内圆弧半径mvqB旋转方向为逆时针(2)由对称性，峰区内圆弧的圆心角2n可每个圆弧的长度2nr-1-D2nmv3qB每段直线长度tcn二LD2rcos-D飞3r口6qB,3口l口L口周期T口,D2n13-.l3D代入得TDL(3)谷区内的圆心角eD120D90D30谷区内的轨道圆弧半径mvrDqB由几何关系rsin-Qrsin乙由三角关系sin306口：2Bsin150D4代入得答案/.、mvqB逆时针/、2n-T32n3/3mqB(3)B口16口(2

18、016口江苏卷)回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与口面垂直，被加速粒子的质量为m、电荷量为口q，加在狭缝间的交变电压如图2所示，电压值的大小为U,周期02nmqB一束该种粒子在T0口-DDOO乙A处均匀地飘入狭口，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：(1)出射粒子的动能(2)粒子从飘入狭口至动能达到E所需的总时间m，/Lt；0要使飘入狭缝的粒子中有超过1/99%000,d应满足的条件。解析粒子运动半径为V2qvBDmREm口1-mv2乙解得EmDqzBzRz2m(2)00000n次达到动能Em,则EmDnqU0粒子在狭缝间做匀加速运动,设n次经过狭缝的总时间为加速度a口qUmd匀加速直线运动ndO2aMt)2nBRnBR2口2BRdto02U0nmqB由t0D(皿1)口T口t,解得答案(1)q2答案(1)q2B2R