(浙江選考)高考物理一輪復(fù)習(xí)第8章磁場(chǎng)第2講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用學(xué)案

1、1第2講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用II基過(guò)關(guān)知識(shí)排查11洛倫茲力、洛倫茲力的方向和大小1. 洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力。2. 洛倫茲力的方向(1)判定方法：左手定則掌心一一磁感線垂直穿入掌心;四指- 指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方 _拇指- 指向洛倫茲力的方向。方向特點(diǎn)：F丄B, F丄v，即F垂直于B和v決定的平面。3.洛倫茲力的大小(1)v/B時(shí)，洛倫茲力F= 0。(e= 0 或 180)v丄B時(shí)，洛倫茲力F=qvB,(e= 90)(3)v= 0 時(shí)，洛倫茲力F= 0。x 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1. 若v/B帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2. 若v丄

2、B,帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如下圖，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，中粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，中粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 中粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小題速練1.思考判斷(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定會(huì)受到洛倫茲力的作用3.半徑和周期公式:2(2)洛倫茲力不做功，但安培力卻可以做功()(3)由于安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，所以洛倫茲力也可能做功()(4)洛倫茲力的方向在特殊情況下可能與帶電粒子的速度方向不垂直()Qr根據(jù)公式T= 寺，說(shuō)明帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期T與v成反比()(6)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)半徑與帶電粒子的比荷有關(guān)()答案

3、 (1)X(2)V(3)X(4)X(5)X(6)V2.人教版選修 3 1P98T1改編下列各圖中，運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和 電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是()答案 B考盍突8S訶蟲二歸艇基應(yīng):也五:或:蠱:也屁:蟲:丑專二歸匹瀾二靈:： 辰： !： ：硏透離：裱 b 突破考點(diǎn) H 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力1. 洛倫茲力的特點(diǎn)(1)洛倫茲力的方向總是垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和磁場(chǎng)方向共同確定的平面，所以洛倫 茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，即洛倫茲力永不做功。當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí)，洛倫茲力的方向也隨之變化。(3)用左手定則判斷負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受的洛倫茲力時(shí)，要注意將

4、四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的 反方向。2. 洛倫茲力與安培力的聯(lián)系及區(qū)別(1) 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是相同性質(zhì)的力。(2) 安培力可以做功，而洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功?！镜淅?如圖 1 所示，一個(gè)帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到底端，速度為v。若加上一個(gè)垂直紙面向外的磁場(chǎng)，則滑到底端時(shí)()XXXK*XXXX*D3B.v變小A.v變大圖 14C.v不變 D.不能確定v的變化解析 由于帶負(fù)電的物體沿斜面下滑時(shí)受到垂直斜面向下的洛倫茲力作用，故物體對(duì)斜面的正壓力增大，斜面對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力增大， 由于物體克服摩擦力做功增多， 所以物體滑到 底端時(shí)v變小，B 正確。答案 B|跟進(jìn)題組_角練送1. 在

5、北半球，地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下（以“X”表示）。如果你家中電視機(jī)顯像管的位置恰好處于南北方向，那么由南向北射出的電子束在地磁場(chǎng)的作用下將向哪個(gè)方向 偏轉(zhuǎn)（）北XXXXXXI電了諫南圖 2A.不偏轉(zhuǎn)B.向東C.向西D.無(wú)法判斷解析 根據(jù)左手定則可判斷由南向北運(yùn)動(dòng)的電子束所受洛倫茲力方向向東，因此電子束向東偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng) B 正確。答案 B2. 如圖 3 所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是（ ）圖 3A. 當(dāng)從a端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B. 當(dāng)從b端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C. 不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運(yùn)動(dòng)D. 不管從哪端

6、通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析 由于v/B、F洛=0,電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)。答案 C3. 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用，運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 這一點(diǎn)對(duì)地球上的生命來(lái)說(shuō)有十分重要的意義。 從太陽(yáng)和其他星體發(fā)射出的高能粒子流，稱為宇宙射線，在射向地球5時(shí)，由于地磁場(chǎng)的存在， 改變了帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向。對(duì)地球起到了保護(hù)作用。如圖4 為地6磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線作用的示意圖?，F(xiàn)有來(lái)自宇宙的一束質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)將()A. 豎直向下沿直線射向地面B. 相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)向東偏轉(zhuǎn)C. 相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D. 相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)解析

7、建立空間概念，根據(jù)左手定則不難確定B 選項(xiàng)正確。答案 B帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)1.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)分析 (1)圓心的確定方法方法一若已知粒子軌跡上的兩點(diǎn)的速度方向，則可根據(jù)洛倫茲力F丄v,分別確定兩點(diǎn)處洛倫茲力F的方向，其交點(diǎn)即為圓心，如圖5(a);方法二若已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn)和其中某一點(diǎn)的速度方向，則可作出此兩點(diǎn)的連線圖 5(2) 半徑的計(jì)算方法mv方法一由物理方法求：半徑 R=qB方法二 由幾何方法求：一般由數(shù)學(xué)知識(shí)(勾股定理、三角函數(shù)等)計(jì)算來(lái)確定。(3) 時(shí)間的計(jì)算方法g方法一由圓心角求：t=T;2n方法二由弧長(zhǎng)求：t=s。(即過(guò)這兩點(diǎn)的圓弧的弦)的中垂線，中垂

8、線與速度垂線的交點(diǎn)即為圓心，如圖(b)。圖 47v82.帶電粒子在不同邊界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)直線邊界（進(jìn)出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖6 所示）。（2）平行邊界（存在臨界條件，如圖7 所示）?！镜淅?（2017 全國(guó)卷H,18）如圖 9,虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)，大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同的方向射入磁場(chǎng)， 若粒子射入速率為vi,這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在六分之一圓周上；若粒子射入速率為V2,相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上，不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用，貝UV2:Vi為（）A.3 : 2D.3 :2解析根據(jù)作圖分析可知，當(dāng)粒

9、子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周時(shí)，打到圓形磁場(chǎng)邊界的位置距P點(diǎn)最遠(yuǎn)，則當(dāng)粒子射入的速率為V1,軌跡如圖甲所示，設(shè)圓形磁場(chǎng)半徑為R,由幾何知識(shí)可 知，粒子運(yùn)C. 3 : 1圖 7圖 99動(dòng)的軌道半徑為r1=Rcos 60= 2R若粒子射入的速率為V2,軌跡如圖乙所示，10方法技巧帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法0?由兀訶專金-疊由數(shù)學(xué)蛇識(shí)勾腫定工用再牡環(huán)）訃真札喘宅豐*厲祐確皮與匱七角.潼訕時(shí)河柑聯(lián)靠.柞子氏磁境申運(yùn)動(dòng)時(shí)閭與周潮柏聯(lián)殺跟進(jìn)題組_務(wù)埔練透1.兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b以不同的速率沿著A0方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 10 所示。若不計(jì)粒子的重力，則下列

10、說(shuō)法正確的是（ ）圖 10A.a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電B.a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大C.b粒子的動(dòng)能較大D.b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)2v m解析 由左手定則可知，a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由qvB= mr得r=品故運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑越大，對(duì)應(yīng)的速率越大，所以b粒子的速率較大，在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；由E= mV可得b粒子的動(dòng)能較大，選項(xiàng) C 正確；由T=知兩者的2qBmv可qBF 牛頓第二宅律和山；卅電動(dòng)的規(guī)律辛 汁別応2=Rcos根據(jù)軌道半徑公式由幾何知識(shí)可知，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為112.如圖 11 所示，在足夠大的屏MN的上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁

11、場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，P為屏上一小孔，PC與MN垂直，一束質(zhì)量為m電荷量為一q的粒子（不計(jì)重力）以相同的速率v從P處射入磁場(chǎng)區(qū)域，粒子入射方向在與磁場(chǎng)垂直的平面里，且分散在與2mvcoseB.qB答案 D3.（2018 紹興期中）如圖 12 所示，在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一帶正電的電荷，從D點(diǎn)以vo的速度沿DB方向射入磁場(chǎng)，恰好從A點(diǎn)射出，已知電荷的質(zhì)量為m帶電荷量為q,不計(jì)電荷的重力，則下列說(shuō)法正確的是（）周期相同，b粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角小于子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤。答案 Ca粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角，所以b粒PC夾角為e的范圍內(nèi)，則在屏

12、MN上被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度為（2mvA 乖嚴(yán)（1-sine）qBD.2mv（1-cose）qB解析 如圖所示，S T之間的距離為在屏2由qvB=MN上被粒子打中區(qū)域的長(zhǎng)度。mvR=qB2mvcose則ps=2Rcose=2mv2mv（1 - cosPT= 2R=萌，所以ST=qB圖 1112C. 若電荷從CD邊界射出，隨著入射速度的減小，電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間會(huì)減小D. 若電荷的入射速度變?yōu)?2vo，則粒子會(huì)從AB中點(diǎn)射出2解析 由題圖可以看出電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=L,根據(jù)牛頓第二定律qvoB=mr，得B=mv2nL12nLnLqL, A 正確；由 T，轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為 90,貝 Ut= 廠=

13、T，故 B 錯(cuò)誤；若電荷qLVo4Vo2Vo從CD邊界射出，則轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角均為18o,入射速度減小，T=,周期與速度無(wú)關(guān)，qB故電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變，C 錯(cuò)誤；若電荷的入射速度變?yōu)?vo，則半徑變?yōu)?2L,軌1跡如圖，設(shè)DF為h,由幾何知識(shí)(2Lh)2+L2= (2L)2，得h= (2 3)L升，可見E不是答案 A考點(diǎn)冋 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題由于帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)通常都是在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，所以常常出現(xiàn)臨界和極值問(wèn) 題。1臨界現(xiàn)象(1)當(dāng)帶電粒子進(jìn)入設(shè)定的有界磁場(chǎng)后，其軌跡是一個(gè)殘缺圓，題中往往會(huì)形成各種各樣的 臨界現(xiàn)象。解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵是找準(zhǔn)臨界點(diǎn)。找臨界點(diǎn)的方

14、法是以題目中的“恰好”“最大” “最高”“至少”等詞語(yǔ)為突破口，借助半徑R和速度v(或磁感應(yīng)強(qiáng)度B)之間的約束關(guān)系進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)軌跡分析，確定軌跡圓和邊界的關(guān)系，找出臨界點(diǎn)。2.極值問(wèn)題圖 12A.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為mvqLB.電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為nLVoAB的中點(diǎn)，即粒子不會(huì)從AB中點(diǎn)射出，D 錯(cuò)誤。13(1)剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切。當(dāng)速度v一定時(shí)，弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)。(3)當(dāng)速率v變化時(shí)，圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。14答案(魯。鰹3m m【典例】 如圖 13 所示，矩形區(qū)域abcd(包括邊界)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度

15、為B、方向垂直紙面向 里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)從ad邊中點(diǎn)0處，以垂直磁場(chǎng)且跟ad邊成 30角的速度射入一帶電粒 子。已知粒子質(zhì)量為m電荷量為q，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，不計(jì)粒子重力。(1) 若要粒子從ab邊上射出，則入射速度vo的大小范圍是多少？(ab邊足夠長(zhǎng))(2) 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間是多少？2解析 若粒子速度為vo，由qvoB=mR得R=器若軌跡與ab邊相切，如圖所示，設(shè)此時(shí)相應(yīng)速度為voi，則R+Rsi n0=L若軌跡與cd邊相切，如圖所示，設(shè)此時(shí)粒子速度為vo2，則LRRsin0 =2mv2將R=qB代入上式可得qBLV02-m所以粒子能從ab邊上射出磁場(chǎng)的入射速度vo的大小應(yīng)滿足qBvo鸞設(shè)

16、粒子入射速度為V,在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)的弧所對(duì)的圓心角為a,則t=，則a越v qB大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長(zhǎng)，由圖可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑rI I* X 叭害翼xX X M X X圖 14解析a粒子帶正電，故其在磁場(chǎng)中沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。用2八v有qvB=RR,口mv由此得R=qB代入數(shù)值得R= 10 cm，可見 2RlFl因朝不同方向發(fā)射的a粒子的圓軌跡都過(guò)S，由此可知，某一圓軌跡在下圖中N左側(cè)與ab相切，則此切點(diǎn)P就是a粒子能打中的左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)。為確定P點(diǎn)的位置，可作平行于ab的直線cd，cd到ab的距離為R以S為圓心、R為半徑、作弧交cd于Q點(diǎn)，過(guò)Q作ab的NP= . (2F)2-I

17、2,所求長(zhǎng)度為RF2=NP+NP代入數(shù)值得 RF2= 20 cm。答案 20 cmR表示軌道半徑,由圖中幾何關(guān)系得交ab于N右側(cè)的P2點(diǎn)，此點(diǎn)即a粒子能打到的右側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)。S為圓心作弧,162.如圖 15 所示，兩個(gè)同心圓，半徑分別為r和 2r,在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B圓心O處有一放射源，放出粒子的質(zhì)量為m帶電荷量為q,假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行。17(1) 圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向，OA與初速度方向夾角為 60,要想使該粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后第一次通過(guò)A點(diǎn)，則初速度的大小是多少？(2) 要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，則粒子的初速度不能超過(guò)多少？2ViqviB

18、=nR(2)如圖乙所示，設(shè)粒子軌跡與磁場(chǎng)外邊界相切時(shí)，粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為 則由幾何關(guān)系有(2r R)2=R2+ r223rV23Bqr可得R2=7，又方法技巧解決帶電粒子的臨界問(wèn)題的技巧方法(1)數(shù)學(xué)方法和物理方法的結(jié)合： 如利用“矢量圖”“邊界條件”等求臨界值， 利用“三角 函數(shù)”“不等式的性質(zhì)” “二次方程的判別式”等求極值。解析(1)如圖甲所示，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R,則由幾何關(guān)系得_3r3-得Vi=.3Bqr3m艮故要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，粒子的初速度不能超過(guò)3Bqr4m答案(1)3Bqr3m3Bqr4m圖 15甲乙18(2)臨界問(wèn)題的一般解題流程19動(dòng)態(tài)思n一臨茶點(diǎn)一恪跟

19、譴魚 從關(guān)鍵詞找突破口：許多臨界問(wèn)題，題干中常用“恰好”“不脫離”等詞語(yǔ)對(duì)臨界狀態(tài)給以暗示， 審題時(shí)，一定要抓住這些特定的詞語(yǔ)挖掘其隱藏的 規(guī)律，找出臨界條件。磁場(chǎng)邊界L1何一兒弼關(guān)索-定岡心“最大”、“至少”、“不相分析臨峯列方程20活頁(yè)作業(yè)（時(shí)間：30 分鐘）A 組基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.（2018 寧波模擬）如圖 1 所示一個(gè)帶電粒子，沿垂直于磁場(chǎng)方向射入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 粒子的 一段徑跡如圖，徑跡上的每一小段都可近似看成圓弧， 由于帶電粒子使沿途的空氣電離， 粒 子的能量逐漸減?。◣щ姾闪坎蛔儯瑥膱D中情況可以確定（ ）圖 1A.粒子從a到b帶正電B.粒子從b到a，帶正電C.粒子從a到b,帶負(fù)電D.粒

20、子從b到a,帶負(fù)電解析 由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小， 速度逐漸減小，根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式r= 可知，粒子的半徑逐漸的減小，所以粒子的運(yùn)動(dòng)方向是從b到qBa,在根據(jù)左手定則可知，粒子帶正電，所以B 正確。答案 B2.（2018 紹興模擬）如圖 2 所示是電子射線管的示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿x軸正方向射出，在熒光屏上會(huì)看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向上A. 加一沿y軸正方向的磁場(chǎng)B. 加一沿y軸負(fù)方向的磁場(chǎng)C. 加一沿z軸正方向的磁場(chǎng)D. 加一沿z軸負(fù)方向的磁場(chǎng)（z軸正方向）偏轉(zhuǎn)，則需使每個(gè)電子受向上的洛倫茲力作答案 B（z軸正方向）偏轉(zhuǎn),解析若想使熒

21、光屏上的亮線向上用，根據(jù)左手定則可知需要加一沿y軸負(fù)方向的磁場(chǎng)，故選B。在下列措施中可采用的是213.洛倫茲力可以使帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列各圖中均標(biāo)有帶正電荷粒子的運(yùn)動(dòng)速度、洛倫茲力及磁場(chǎng)B的方向，虛線圓表示粒子的軌跡， 其中可能正確的是（）22解析 電荷在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力遵守左手定則，再結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)，即所受合力一定指向曲線內(nèi)側(cè)，可判斷A 正確。答案 A4. 一傾角為e的粗糙絕緣斜面放置在一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，將一個(gè)帶電的小物塊放在斜面上由靜止開始下滑，如圖 3 所示，設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，如物塊始終沒有離開斜面。則下列說(shuō)法正確的是（）A. 物塊

22、帶正電B. 下滑過(guò)程中物塊受到的洛倫茲力做負(fù)功C. 物塊最終將靜止在斜面上D. 下滑過(guò)程中物塊的機(jī)械能守恒解析 物塊始終沒有離開斜面， 洛倫茲力必然垂直于斜面向下，由左手定則知，物塊帶正電，選項(xiàng) A 正確；洛倫茲力方向始終垂直于速度方向，不做功，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；物塊最終將在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；由于摩擦力做負(fù)功，下滑過(guò)程中物塊的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。答案 A5.在如圖 4 所示的足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）以相同方向垂直穿過(guò)虛線MN所在的平面，一段時(shí)間后又再次同時(shí)穿過(guò)此平面，則可以確定的是（）圖 323A.兩粒子- -定帶 :有相同的電荷量B.兩粒子- -

23、定帶 同種電荷C兩粒子一定有相同的比荷D.兩粒子一定有相同的動(dòng)能 解析 由時(shí)間t=上相目同知，兩粒子一定有相同的比荷。2qB答案 C6. 兩相鄰勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子（不計(jì)重力），從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后，粒子的（）A. 軌道半徑減小，角速度增大B. 軌道半徑減小，角速度減小C. 軌道半徑增大，角速度增大D. 軌道半徑增大，角速度減小解析 分析軌道半徑：帶電粒子從較強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場(chǎng)區(qū)域后，粒子的速度v大小mvv不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，由公式r= 可知，軌道半徑增大。分析角速度：由公式3=-可qBr知角速度減小，選項(xiàng)

24、 D 正確。答案 D7. （2018 新高考選考終極適應(yīng)卷）來(lái)自太陽(yáng)和其他星體的宇宙射線中含有大量高能帶電粒子，若這些粒子都直接到達(dá)地面，將會(huì)對(duì)地球上的生命帶來(lái)危害。但由于地磁場(chǎng)（如圖 5所示）的存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使得很多高能帶電粒子不能到達(dá)地面。若不考慮地磁偏角的影響，關(guān)于上述高能帶電粒子在地磁場(chǎng)的作用下運(yùn)動(dòng)情況的判斷，下列說(shuō)法中正確的是（）圖 5A. 若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場(chǎng)的作用將向東偏轉(zhuǎn)B. 若帶電粒子帶正電，且沿地球赤道平面射向地心，則由于地磁場(chǎng)的作用將向北偏轉(zhuǎn)C. 若帶電粒子帶負(fù)電，且沿垂直地球赤道平面射向地心，則由于地磁場(chǎng)的作

25、用將向南偏轉(zhuǎn)D. 若帶電粒子沿垂直地球赤道平面射向地心，它可能在地磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析 由于地磁場(chǎng)的方向由南到北， 若帶電粒子帶正電， 且沿地球赤道平面射向地心， 即粒 子的運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)的方向垂直， 由左手定則可知，則由于地磁場(chǎng)的作用將向東偏轉(zhuǎn)， 選 項(xiàng) A 正確，B24錯(cuò)誤；若帶電粒子帶負(fù)電，且沿垂直地球赤道平面射向地心，則說(shuō)明粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，故粒子不受磁場(chǎng)力的作用，所以它不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 更不會(huì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng) C D 錯(cuò)誤。答案 A圖 725B 組能力提升8.如圖 6 所示，為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在0點(diǎn)處有一放射源，沿半徑方向射出速率為其中帶電粒子 1 從A點(diǎn)

26、飛出磁場(chǎng)，帶電粒子 2 從B點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，不考慮帶電粒子的重力，則（）A. 帶電粒子 1 的比荷與帶電粒子 2 的比荷之比為 3：1B. 帶電粒子 1 的比荷與帶電粒子 2 的比荷之比為.：3：1C. 帶電粒子 1 與帶電粒子 2 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為 2：1D. 帶電粒子 1 與帶電粒子 2 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為 1：2RR一r11q幾何關(guān)系得，tan 60= , tan 30= ，聯(lián)立解得帶電粒子的運(yùn)動(dòng)半徑之比=7，由-=r1r2r23mv9知帶電粒子 1 的比荷與帶電粒子 2 的比荷之比為 3 : 1, A 正確，B 錯(cuò)誤；由t=T=Br2n=I，C、D 錯(cuò)誤。3答案 A9.如圖 7

27、所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為n= 5.0X108kg，電荷量為q= 1.0X106C 的帶電粒子，從靜止開始經(jīng)U0= 10 V 的電壓加 速后，從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場(chǎng)，已知OP=30 cm,（粒子重力不計(jì)，sin 37= 0.6 , cos37= 0.8）求:的不同帶電粒子，解析 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由2qvB=號(hào)得r=器設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為927諮m9B=兮知帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的比值為2nt1Tr12r1/ X X X X X X 11圖 626由幾何關(guān)系可知OQ= R+ ADOS37 = 0.9 m。帶電粒子不從x軸射出，臨界軌跡如圖乙所示,帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度v的大小;（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 2.0 T，粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場(chǎng)，求0Q的距離;（3）若粒子不能進(jìn)入x軸上方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B滿足的條件。解析（1）對(duì)帶電粒子的加速過(guò)程，由動(dòng)能定理得qU=卻，解得v= 20 m/s。（2）帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),2“mv ”十OP0.5 m故圓心一定在x軸上，軌跡如圖甲所示,由幾何關(guān)系得OPR+Rsin 37