高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場 第2節(jié) 磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用練習(xí) 新人教版

1、第九章 第二節(jié) 磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用a級(jí)基礎(chǔ)練1(08786913)(2018·漳州檢測)帶電粒子以初速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，如圖所示運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過b點(diǎn)，oaob，若撤去磁場加一個(gè)與y軸平行的勻強(qiáng)電場，仍以v0從a點(diǎn)進(jìn)入電場，粒子仍能通過b點(diǎn)，那么電場強(qiáng)度e與磁感應(yīng)強(qiáng)度b之比為() av0b1c2v0 d.解析：c帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，o為圓心，故oaob，帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，故obv0toat2，由得2v0，故選項(xiàng)c對2(08786914)如圖是某離子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑為r的絕緣圓柱形筒內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場，方向平行于軸線在圓柱形筒

2、上某一直徑兩端開有小孔m、n，現(xiàn)有一束速率不同、比荷均為k的正、負(fù)離子，從m孔以角入射，一些具有特定速度的離子未與筒壁碰撞而直接從n孔射出(不考慮離子間的作用力和重力)則從n孔射出的離子() a是正離子，速率為kbr/cos b是正離子，速率為kbr/sin c是負(fù)離子，速率為kbr/sin d是負(fù)離子，速率為kbr/cos 解析：b因?yàn)殡x子向下偏，根據(jù)左手定則，離子帶正電，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知r，由qvbm可得v，故b正確3(08786915)(2018·朝陽期末)如圖所示，正方形區(qū)域abcd中有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)粒子(不計(jì)重力)以一定速度從ab邊的中點(diǎn)m沿

3、既垂直于ab邊又垂直于磁場的方向射入磁場，正好從ad邊的中點(diǎn)n射出若將磁感應(yīng)強(qiáng)度b變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個(gè)粒子射出磁場的位置是() aa點(diǎn) bnd之間的某一點(diǎn)ccd之間的某一點(diǎn) dbc之間的某一點(diǎn)解析：a帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)粒子垂直于ab邊從中點(diǎn)m射入，又從ad邊的中點(diǎn)n射出，則速度必垂直于ad邊，a點(diǎn)為圓心，且r，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍時(shí)，半徑變?yōu)樵瓉淼?，則a正確4(08786916)在x軸上方有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，同一種帶電粒子從o點(diǎn)射入磁場，當(dāng)入射方向與x軸的夾角60°時(shí)，速度為v1、v2的兩個(gè)粒子分別從a、b兩點(diǎn)射出磁場，如圖所示，當(dāng)45°

4、時(shí)，為了使粒子從ab的中點(diǎn)c射出磁場，則速度應(yīng)為() a.(v1v2) b.(v1v2)c.(v1v2) d.(v1v2)解析：b由幾何關(guān)系可知xoar1，xobr2，xocr3，又由于xoc，聯(lián)立可得v3(v1v2)5(08786917)如圖所示，m、n和p是以mn為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，o為半圓弧的圓心，在o點(diǎn)存在的垂直紙面向里運(yùn)動(dòng)的勻速電子束mop60°，在m、n處各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示，這時(shí)o點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為f1.若將m處長直導(dǎo)線移至p處，則o點(diǎn)的電子受到的洛倫茲力大小為f2.那么f2與f1之比為() a.1 b.

5、2c11 d12解析：b長直導(dǎo)線在m、n、p處時(shí)在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度b大小相等，m、n處的導(dǎo)線在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都向下，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b12b，p、n處的導(dǎo)線在o點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度夾角為60°，合磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b2b，可得，b2b12，又因?yàn)閒洛qvb，所以f2f12，選項(xiàng)b正確6(08786918)如圖所示，mn上方存在勻強(qiáng)磁場，帶同種電荷的粒子a、b以相同的動(dòng)能同時(shí)從o點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場中，兩粒子的入射方向與磁場邊界mn的夾角分別為30°和60°，且同時(shí)到達(dá)p點(diǎn)，已知opd，則() aa、b兩粒子運(yùn)動(dòng)半徑之比為1ba、b兩粒子的初速率之比為52ca

6、、b兩粒子的質(zhì)量之比為425da、b兩粒子的電荷量之比為215解析：d由題圖知a粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為rad，運(yùn)動(dòng)軌跡所對的圓心角為300°，運(yùn)動(dòng)軌跡弧長為sa，b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為rbd，所對的圓心角為120°，運(yùn)動(dòng)軌跡弧長為sb，所以a、b兩粒子運(yùn)動(dòng)半徑之比為1，a錯(cuò)；因運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，而tatb，即a、b兩粒子的初速率之比為52，b錯(cuò)；因兩粒子以相同的動(dòng)能入射，mavmbv，所以a、b兩粒子的質(zhì)量之比為475，c錯(cuò)；因t×，所以a、b兩粒子的電荷量之比為215，d對7(08786919)(多選)(2018·河南百校聯(lián)盟質(zhì)檢)如圖所示，一單邊

7、有界磁場的邊界上有一粒子源，以與水平方向成角的不同速率，向磁場中射入兩個(gè)相同的粒子1和2，粒子1經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從邊界上a點(diǎn)出磁場，粒子2經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從邊界上b點(diǎn)出磁場，oaab，則() a粒子1與粒子2的速度之比為12b粒子1與粒子2的速度之比為14c粒子1與粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為11d粒子1與粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為12解析：ac粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度的垂線與oa的垂直平分線的交點(diǎn)為粒子1在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，同理，粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度的垂線與ob的垂直平分線的交點(diǎn)為粒子2在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，由幾何關(guān)系可知，兩個(gè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為r1r212，由r可知，粒子1

8、與粒子2的速度之比為12，a項(xiàng)正確，b項(xiàng)錯(cuò)誤；由于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期均為t，且兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡所對的圓心角相同，因此粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，即c項(xiàng)正確，d項(xiàng)錯(cuò)誤8(08786920)(多選)(2018·西安長安一中一模)如圖所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子，恰好從e點(diǎn)射出，則() a如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出b如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點(diǎn)射出c如果粒子的速度不變，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩叮矊膁點(diǎn)射出d只改變粒子的速度使其分別

9、從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，從f點(diǎn)射出所用時(shí)間最短解析：ad作出示意圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可以看出，當(dāng)粒子從d點(diǎn)射出時(shí)，軌道半徑增大為原來的二倍，由半徑公式r可知，速度也增大為原來的二倍，則選項(xiàng)a正確，c項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)粒子的速度增大為原來的四倍時(shí)，才會(huì)從f點(diǎn)射出，則b項(xiàng)錯(cuò)誤；據(jù)粒子的周期公式t，可見粒子的周期與速度無關(guān)，在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于其軌跡圓弧所對應(yīng)的圓心角，所以從e、d射出時(shí)所用時(shí)間相等，從f點(diǎn)射出時(shí)所用時(shí)間最短，則選項(xiàng)d正確 b級(jí)能力練9(08786921)(多選)如圖在x軸上方存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場，x軸下方存在垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場一帶負(fù)電的粒子

10、質(zhì)量為m，電荷量為q，從原點(diǎn)o以與x軸成30°角斜向上射入磁場，且在x軸上方運(yùn)動(dòng)半徑為r(不計(jì)重力)，則()a粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)ob粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為c粒子在x軸上方和下方兩磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為12d粒子第二次射入x軸上方磁場時(shí)，沿x軸方向前進(jìn)了3r解析：bcd根據(jù)左手定則判斷可知，粒子在第一象限沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，而在第四象限沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，故不可能回到原點(diǎn)o，故a錯(cuò)誤因第四象限中磁感應(yīng)強(qiáng)度為第一象限中的一半，故第四象限中的軌跡半徑為第一象限中軌跡半徑的2倍，如圖所示，由幾何關(guān)系可知，負(fù)電荷在第一象限軌跡所對應(yīng)的圓心角為60°，在第四象限軌跡所對應(yīng)的圓

11、心角也為60°，在一個(gè)周期內(nèi)，粒子在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1t；同理，在第四象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2t·；完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1t2，故b正確由r，知粒子圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與b成反比，則粒子在x軸上方和下方兩磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為12，故c正確根據(jù)幾何知識(shí)得：粒子第二次射入x軸上方磁場時(shí)，沿x軸前進(jìn)的距離為xr2r3r，故d正確10(08786922)(多選)(2018·安徽蚌埠期末)如圖所示，abca為一個(gè)半圓形的有界勻強(qiáng)磁場，o為圓心，f、g分別為半徑oa和oc的中點(diǎn)，d、e點(diǎn)位于邊界圓弧上，且dfegbo.現(xiàn)有三個(gè)相同的帶電粒子(不計(jì)重力)以相同的速度分別從

12、b、d、e三點(diǎn)沿平行bo方向射入磁場，其中由b點(diǎn)射入磁場的粒子1恰好從c點(diǎn)射出，由d、e兩點(diǎn)射入的粒子2和粒子3從磁場某處射出，則下列說法正確的是() a粒子2從o點(diǎn)射出磁場b粒子3從c點(diǎn)射出磁場c粒子1、2、3在磁場的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為323d粒子2、3經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)角相同解析：abd從b點(diǎn)射入磁場的粒子1恰好從c點(diǎn)射出，可知帶電粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑等于磁場的半徑，由d點(diǎn)射入的粒子2的圓心為e點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知該粒子從o點(diǎn)射出，同理可知粒子3從c點(diǎn)射出，a、b正確；1、2、3三個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心角為90°、60°、60°，運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為322，c錯(cuò)誤，d正確11

13、(08786923)(2018·山東濱州一模)如圖所示，半徑為r的圓形區(qū)域位于正方形abcd的中心，圓形區(qū)域內(nèi)、外有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子以速率v0沿紙面從m點(diǎn)平行于ab邊沿半徑方向射入圓形磁場，在圓形磁場中轉(zhuǎn)過90°從n點(diǎn)射出，且恰好沒射出正方形磁場區(qū)域，粒子重力不計(jì)求：(1)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b；(2)正方形區(qū)域的邊長；(3)粒子再次回到m點(diǎn)所用的時(shí)間解析：(1)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)粒子在圓形磁場中的軌跡半徑為r1，qv0bm，由幾何關(guān)系r1r，解得b.(2)設(shè)粒子在正方形磁場中的軌跡

14、半徑為r2，粒子恰好不從ab邊射出，qv0bm，r2r，正方形的邊長l2r12r24r.(3)粒子在圓形磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期t1，在圓形磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1t1，粒子在正方形區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)的周期t2，t2t2，再次回到m點(diǎn)的時(shí)間為tt1t2.答案：(1)(2)4r(3)12(08786924)如圖所示，在無限長的豎直邊界ac和de間，上、下部分分別充滿方向垂直于adec平面向外的勻強(qiáng)磁場，上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b0，of為上、下磁場的水平分界線質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從ac邊界上與o點(diǎn)相距為a的p點(diǎn)垂直于ac邊界射入上方區(qū)域，經(jīng)of上的q點(diǎn)第一次進(jìn)入下方磁場區(qū)域，q與o點(diǎn)的距離為3a

15、.不考慮粒子重力(1)求粒子射入磁場時(shí)的速度大??；(2)要使粒子不從ac邊界飛出，求下方磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件；(3)若下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度b3b0，粒子最終垂直de邊界飛出，求邊界de與ac間距離的可能值解析：(1)設(shè)粒子在of上方做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，由幾何關(guān)系可得：r5a由牛頓第二定律可知qvb0m整理得v(2)當(dāng)粒子恰好不從ac邊界飛出時(shí)，設(shè)粒子在of下方做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，由幾何關(guān)系得r1r1cos 3a而cos ，所以r1a.根據(jù)qvb1，b1b0.當(dāng)b1b0時(shí)，粒子不會(huì)從ac邊界飛出(3)當(dāng)b3b0時(shí)，粒子在of下方的運(yùn)動(dòng)半徑為r，由bqvm，得：ra.設(shè)粒子的速度方向再次與射入磁場時(shí)的速度方向一致時(shí)的位置為p1，則p與p1的連線一定與of平行，根據(jù)幾何關(guān)系：4a所以若粒子最終垂直de邊界飛出，邊界de與a