高考物理(23)磁场对运动电荷的作用(含答案)

1、匠心教育文档系列匠心教育文档系列 考点23磁场对运动电荷的作用两年高考真题演练1.（2015新课标全国卷1,14）两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的（）A.轨道半径减小，角速度增大B.轨道半径减小，角速度减小C.轨道半径增大，角速度增大D.轨道半径增大，角速度减小.（2015新课标全国卷H,19）（多选）有两个匀强磁场区域I和H,I中的磁感应强度是H中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与I中运动的电子相比，II中的电子（）A.运动轨迹的半径是I中的k倍B.加速度的

2、大小是I中的k倍C.做圆周运动的周期是I中的k倍D.做圆周运动的角速度与I中的相等.（2015重庆理综，1）图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是（）A.a、b为B粒子的径迹B.a、b为Y粒子的径迹C.c、d为a粒子的径迹D.c、d为B粒子的径迹4.（2015海南单科，1）如图，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（）A.向上B.向下C.向左

3、D.向右5.（2015四川理综，7）（多选）如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L=9.1cm,中点。与S间的距离d=4.55cm,MN与SO直线的夹角为0,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=2.0X10-4T.电子质量m=9.1X10-31kg,电量e=1.6X10-19C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6X106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为1,贝h）A.0=90时，l=9.1cmB.0=60时，l=9.1cmC.0=45时，l=4.55cmD.0=30时，1=4.55

4、cm6.（2014新课标全国卷1,16）如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点0,已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为（）A.2B.、也C.1D.-t-27.(2015山东理综，24）如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，。为圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（I区）和小圆内部（II区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量

5、为m、电量为十q的粒子由小孔下方d处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。（1）求极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求I区磁感应强度的大小；2mv4mv（3）若i区、I区磁感应强度的大小分别为而、万方，粒子运动一段时间后再次经过h点,求这段时间粒子运动的路程。考点23磁场对运动电荷的作用一年模拟试题精练.（2015成都一诊）如图所示，匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第I象限内，磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里。一质量为m、电荷量绝对值为q、不计重力的粒子，以某速度从O点沿着与y轴夹角为30的方向进入磁场，运动到A点时

6、，粒子速度沿x轴正方向。下列判断正确的是（CD.2.）确的是（CD.2.）粒子带正电运动过程中，粒子的速度不变粒子由o到a经历的时间为t=nm3qB离开第I象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为30（2015南昌调研）两个质量相同，所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心。沿着AO方向射入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）A.a粒子带正电，b粒子带负电B.b粒子动能较大a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大b粒子在磁场中运动时间较长XXXX3.（2015湖南株洲模拟）如图所示，为一圆形区域的匀强磁场，在。点处有一放射源，沿半径方向射出

7、速率为v的不同带电粒子，其中带电粒子1从A点飞出磁场，带电粒子2从B点飞出磁场，不考虑带电粒子的重力，贝卜）A.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为3：1B.带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为飞与：1C.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为2：1D.带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为1：2XXXXXXXX4（2015广东揭阳一模）（多选）如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B的匀强磁场，一个电子（质量为m,电荷量为q）从x轴上的。点以速度v斜向上射入磁场中，速度方向与x轴的夹角为45并与磁场方向垂直。电子在磁场中运动一段时间后，从x轴上的P点射出磁场。则（）A.电子

8、在磁场中运动的时间为就B.电子在磁场中运动的时间为瞪C0、P两点间的距离为C0、P两点间的距离为：2mvqBDO、P两点间的距离为港5.（2015株洲质检）如图所示，在xOy平面内，在0 x0的区域内充满垂直纸面向外的匀强磁场H,两磁场的磁感应强度大小都为B。有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从坐标原点。以某一初速度沿与x轴正向成。=30射入磁场1,粒子刚好经过P点进入磁场H,后经过x轴上的M点射出磁场。已知P点坐标为（1.51,乎1）,不计重力的影响，求：（1）粒子的初速度大小；（2）M点在x轴上的位置。6.（2015浙江六校联考）如图所示，在水平放置的足够大荧光屏PQMN上方存在着磁感

9、应强度大小为B的匀强磁场，方向平行于水平面且与边MQ垂直。某时刻从与该平面相距为h的S点（S在平面上的投影位置为A）向垂直磁场的平面内的各个方向同时发射大量相同带正电的粒子，粒子质量均为m,电荷量为q,速度大小均为v=5|qh,方向均在同一竖8m直平面内。观察发现，荧光屏上OF之间有发光，其余位置均无发光，且OF间某些位置只有一次发光,某些位置有两次发光,试求：发光区域OF的长度；(2)荧光屏上一次发光的区域长度与两次发光的区域长度之比。参考答案考点23磁场对运动电荷的作用两年高考真题演练1D由于速度方向与磁场方向垂直，粒子受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，即qvBmv2mv=，轨道半径=血，从较

10、强磁场进入较弱磁场后，速度大小不变，轨道半径r变大，根据角速度3=：=不可知角速度变小，选项D正确。AC设电子的质量为m,速率为v，电荷量为q,设B2=B,BkB则由牛顿第二定律得：mv2qvB=TT=2VR由得：r瑞，T=2nm所以R2=k,T2=k11根据a=v2，3=v可知a2=k，m=k11所以选项A、C正确，选项B、D错误。DY粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；a粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；B粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确。A条形磁铁的磁感线在a点垂直P向外，电子在条形磁铁的磁场中向右运动，由左手定则可得电子所受洛伦兹力的方向向上

11、，A正确。AD电子在匀强磁场运动的轨道半径为区=岑=4.55cm。电子沿逆时针方向做匀qB速圆周运动，当。=90时，竖直向下发射的粒子恰好打到N点，水平向右发射的粒子恰好打到M点，如图甲所示，故l=L=9.1cm,A正确；当。=30时，竖直向下发射的粒子，恰好打到N点，由几何关系知，另一临界运动轨迹恰好与MN相切于。点，如图乙所示，故粒子只能打在NO范围内，故l=；=4.55cm,D正确；进而可分析知当0=45或。=2600时，粒子打到板上的范围大于ON小于NM,即4.55cml9.1cm,故B、C错误。6D由题图可知,带电粒子在铝板上方的轨迹半径为下方轨迹半径的2倍；由洛伦兹力提供向心力qv

12、B=mv2得v=U；其动能E=；mv2=q：2K?，故磁感应强度B=第5,11Rmk22mq2R2B2=：,Ek+R0=222，选项D正确。7.解析（1）设极板间电场强度的大小为E,对粒子在电场中的加速运动，由动能定理qEd=1mv2解得肃设I区磁感应强度的大小为B,粒子做圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律得如图甲所示,粒子运动轨迹与小圆相切有两种情况。若粒子轨迹与小圆外切,由几何关系得R=D联立式得n4m%B=而若粒子轨迹与小圆内切，由几何关系得R=3D联立式得B_4mvB一而(3)设粒子在i区和n区做圆周运动的半径分别为R1、R2,由题意可知，i区和n区磁感应强度的大小分别为B=2Dv、8

13、,=当，由牛顿第二定律得1qD2qDv2v2qvB1=mR-,qvB2=mR-代入数据得R1=D，R2=4设粒子在i区和n区做圆周运动的周期分别为T1、T2,由运动学公式得t=51v2nt=51v2nR2v乙据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图乙所示，根据对称可知，i区两段圆弧所对圆心角相同，设为o1,n区内圆弧所对圆心角设为。2,圆弧和大圆的两个切点与圆心。连线间的夹角设为a,由几何关系得01=120。02=180。a=60。粒子重复上述交替运动回到h点，轨迹如图丙所示，设粒子在I区和n区做圆周运动的时间分别为t1、t2可得360 x3t360 x3t入3603600t2

14、=aX3602设粒子运动的路程为s,由运动学公式得s=v(t1+t2)联立式得s=5.5nDmv24mv4mv答案qd市或菰5.0一年模拟试题精练1C2.B由左手定则可知，a粒子带负电、b粒子带正电，A项错；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由轨迹可以判断，a粒子轨迹半径小于b粒子轨迹半径，由半径公式Rmv=有可知，a粒子速度较小，而两粒子质量相等，故b粒子动能较大，8项正确；由洛伦兹qB力F=qvB可知，b粒子受洛伦兹力较大，C项错；由周期公式丁=黑可知，两粒子在磁场qB中运动周期相同，粒子在磁场中运动时间t=*T,由于粒子轨迹所对圆心角0等于其偏2n向角，故粒子a的轨迹所对圆心角较大，故

15、a粒子在磁场中运动时间较长，D项错。3.A带电粒子在匀强磁场中运动的半径为F=笔，设圆形磁场区域的半径为R,由几qB何关系得，tan60=rR,tan300=9,联立解得带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷比值为3：1,选项A正确，B错误；带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间比值为t=2nri2r2丁=丁=5,选项C、D均错。Wr22.AC画出电子的运动轨迹如图：XKXKX乂电子在磁场中的运动时间nOf22nmnmt=27T=2TxB-=2qB,A正确,B错误；设电子在磁场中做圆周运动的半径为R,根据口丫8=等得区=岑，由几何关系得RqBOP=2Rsin45=母v,C正确，D错误。qB.解析连接OP,过P作y轴垂线交y轴于点A,过O做初速度垂线OO1交PA于点O1,根据P点的坐标值及初速度方向可得：ZAPO=ZO1OP=30故O1为粒子在磁场中做圆周运动的圆心，OO1即为圆周半径r。由几何关系可得：rrcos60=1.5l解得r=l根据牛顿运动定律有v2qvB=m解得v解得v=qBl由对称性可知O