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1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力小題狂練 小題是基礎(chǔ)練小題提分快1.江蘇省東臺(tái)創(chuàng)新學(xué)校調(diào)研(多選)以下說法正確的是()A電荷處于電場(chǎng)中一定受到靜電力B運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力C洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功D洛倫茲力可以改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向和速度大小答案:AC解析:電荷處于電場(chǎng)中一定受到靜電力,故A項(xiàng)正確;運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)平行時(shí),運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直,洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功,故C項(xiàng)正確;洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功,由動(dòng)能定理得,洛倫茲力不能改變運(yùn)動(dòng)電荷的動(dòng)能,即洛倫茲力不能改變速度的大小,只能改變速度的方向,故D項(xiàng)錯(cuò)誤2.四川省成都九
2、校聯(lián)考1931年,著名的英國(guó)物理學(xué)家狄拉克認(rèn)為,既然電有基本電荷電子存在,磁也應(yīng)有基本磁荷磁單極子存在,這樣,電磁現(xiàn)象的完全對(duì)稱性就可以得到保證,他從理論上用極精美的數(shù)學(xué)物理公式預(yù)言,磁單極子是可以獨(dú)立存在的,其周圍磁感線呈均勻輻射狀分布,類似于孤立的點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線以某一磁單極子N為原點(diǎn)建立如圖所示Oxyz坐標(biāo)系,z為豎直方向,則一帶電微??梢栽诖丝臻g做圓周運(yùn)動(dòng)的平面為()A一定是z>0且平行于xOy的平面B一定是在xOy平面C一定是z<0且平行于xOy的平面D只要是過坐標(biāo)原點(diǎn)O的任意平面均可答案:A解析:在z>0的區(qū)域,磁場(chǎng)的方向是斜向上的圓錐形狀,帶電微粒若能在平行于xO
3、y的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),所受的洛倫茲力方向?yàn)榇怪贝鸥芯€斜向上,重力豎直向下,合力的方向水平指向z軸,故可滿足做圓周運(yùn)動(dòng)的條件,故選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤3江西省紅色七校聯(lián)考如圖所示,三根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線P、Q、R互相平行,垂直紙面放置,其間距均為a,電流強(qiáng)度均為I,方向垂直紙面向里(已知電流為I的長(zhǎng)直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,其中k為常量)某時(shí)刻有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)正好經(jīng)過原點(diǎn)O,速度大小為v,方向沿y軸正方向,則電子此時(shí)所受的洛倫茲力為()A方向垂直紙面向里,大小為B方向指向x軸正方向,大小為C方向垂直紙面向里,大小為D方向指向x軸正方向,大小為答案:A解析:P、Q
4、兩根導(dǎo)線到O點(diǎn)的距離相等,根據(jù)安培定則,兩導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反,大小相等,所以最終磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于R在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,根據(jù)安培定則,磁場(chǎng)的方向沿x軸負(fù)方向,ROa,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B,根據(jù)左手定則,洛倫茲力方向垂直紙面向里,大小FevB,故A正確4.安徽省合肥質(zhì)檢(多選)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電粒子以某速度由圓周上A點(diǎn)沿與直徑AB成30°角的方向垂直射入磁場(chǎng),其后從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)已知CD為圓的直徑,BOC60°,E、F分別為劣弧AD和AC上的點(diǎn),粒子重力不計(jì),則下列說法正確的是()A該粒子可能帶正電B粒子從C點(diǎn)射出
5、時(shí)的速度方向一定垂直于直徑ABC若僅將粒子的入射位置由A點(diǎn)改為E點(diǎn),則粒子仍從C點(diǎn)射出D若僅將粒子的入射位置由A點(diǎn)改為F點(diǎn),則粒子仍從C點(diǎn)射出答案:BCD解析:粒子由A點(diǎn)射入,C點(diǎn)射出,可確定洛倫茲力方向,由左手定則可知,粒子帶負(fù)電,A項(xiàng)錯(cuò)誤;軌跡圓弧關(guān)于磁場(chǎng)圓心與軌跡圓圓心連線對(duì)稱,所以粒子從C點(diǎn)射出時(shí)速度方向與DC夾角也是30°,垂直于直徑AB,B項(xiàng)正確;軌跡圓半徑與磁場(chǎng)圓半徑相同,由磁聚焦原理可知,C、D項(xiàng)正確5山西省榆社中學(xué)診斷如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在xOy平面內(nèi),從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成角(0<<)以速率v發(fā)射一個(gè)帶
6、正電的粒子(重力不計(jì))則下列說法正確的是()A若一定,v越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短B若一定,v越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大C若v一定,越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短D若v一定,越大,則粒子在離開磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)答案:C解析:畫出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,如圖所示由幾何關(guān)系得:軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角22,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tT·,則得知:粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與v無關(guān),故A錯(cuò)誤;若v一定,越大,則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短,故C正確粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度,又T,則得,與速度v無關(guān),故B錯(cuò)誤;設(shè)粒子的軌跡半徑為r,則r.AO2rsin,則若是銳角,越大,AO越大若是鈍角,越
7、大,AO越小故D錯(cuò)誤;故選C.6遼寧省大連模擬如圖所示為研究某種帶電粒子的裝置示意圖,粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直線射到熒光屏上的O點(diǎn),出現(xiàn)一個(gè)光斑在垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn),沿半徑為r的圓弧運(yùn)動(dòng),打在熒光屏上的P點(diǎn),然后在磁場(chǎng)區(qū)域再加一豎直向下,場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),光斑從P點(diǎn)又回到O點(diǎn),關(guān)于該粒子,下列說法正確的是()A粒子帶負(fù)電 B初速度為vC比荷為 D比荷為答案:D解析:垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,粒子束打在熒光屏上的P點(diǎn),根據(jù)左手定則可知,粒子帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí),qvBEq,解得v
8、,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中時(shí),由qvBm,可得,故選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤;故選D.7.貴州省貴陽(yáng)市摸底(多選)如圖所示,在xOy平面內(nèi)的0xl,0yl區(qū)域僅存在垂直于xOy平面(紙面)向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度大小設(shè)為B),或僅存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(電場(chǎng)強(qiáng)度大小設(shè)為E)時(shí),質(zhì)量為m、帶電荷量為e的質(zhì)子以速率v從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū),均能通過P(l,l)點(diǎn),不計(jì)質(zhì)子的重力,則()AB BBCE DE答案:BD解析:若僅存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系可知,質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為l,又evBm,解得B,B項(xiàng)正確,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若僅存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)
9、,則質(zhì)子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),lvt,lat2,a,聯(lián)立解得E,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確8黑龍江省哈爾濱六中模擬在光滑水平地面上水平放置著足夠長(zhǎng)的質(zhì)量為M的木板,其上放置著質(zhì)量為m、帶正電的物塊(電荷量保持不變),兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定,且M>m.空間存在足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),某時(shí)刻開始它們以大小相等的速度相向運(yùn)動(dòng),如圖,取向右為正方向,則下列圖象可能正確反映它們以后運(yùn)動(dòng)的是()答案:B解析:對(duì)物塊分析可知其受重力、支持力、洛倫茲力和摩擦力作用,由左手定則可知,洛倫茲力方向向上;水平方向受摩擦力作用而做減速運(yùn)動(dòng);則由FBqv可知,洛倫茲力減小,故m對(duì)M的壓力增大,摩擦力增大,
10、故m的加速度越來越大;同時(shí)M受m向右的摩擦力作用,M也做減速運(yùn)動(dòng);因摩擦力增大,故M的加速度也越來越大;vt圖象中圖線斜率的絕對(duì)值表示加速度大小,則可知vt圖象中對(duì)應(yīng)的圖線應(yīng)為曲線;對(duì)M、m組成的系統(tǒng)分析可知,系統(tǒng)所受外力之和為零,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,最終木板和物塊速度一定相同,則有mv0Mv0(Mm)v,因M>m,故最終速度一定為負(fù)值,說明最終木板和物塊均向左做勻速運(yùn)動(dòng),則B正確9.貴州省畢節(jié)梁才學(xué)校檢測(cè)(多選)如圖所示,空間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(chǎng),場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿,它與水平面的夾角為,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電小球套在直桿上,從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑,小
11、球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,在小球以后的運(yùn)動(dòng)過程中,下列說法正確的是()A小球下滑的最大速度為vmB小球下滑的最大加速度為amgsinC小球的加速度一直在減小D小球的速度先增大后不變答案:BD解析:小球開始下滑時(shí)有mgsin(mgcosqvB)ma,隨著v增大,a增大,當(dāng)v0時(shí),a達(dá)到最大值即amgsin,此時(shí)洛倫茲力大小等于mgcos,支持力為0,此后隨著速度增大,洛倫茲力增大,支持力增大,此后下滑過程中有,mgsin(qvBmgcos)ma,隨著v增大,a減小,當(dāng)vm時(shí),a0,此時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài),速度不變所以整個(gè)過程中,v先增大后不變,a先增大后減小,所以B、D正確10湖北省武漢調(diào)研(多選)如
12、圖(a)所示,在半徑為R的虛線區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的磁場(chǎng),其變化規(guī)律如圖(b)所示薄擋板MN兩端點(diǎn)恰在圓周上,且MN所對(duì)的圓心角為120°.在t0時(shí),一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O后,做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng),再沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),在B點(diǎn)與擋板碰撞后原速率返回(碰撞時(shí)間不計(jì),電荷量不變),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(a)中所示粒子的重力不計(jì),不考慮變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng),下列說法正確的是()A磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B圖(b)中B0C圖(b)中T0D若t0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,以初速度v從A點(diǎn)沿AO入射,偏轉(zhuǎn)、碰撞后,仍可返回A點(diǎn)答案
13、:BC解析:根據(jù)題述一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O后,做一次半徑為的完整的圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)左手定則可判斷出磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)洛倫茲力提供向心力,qvB0m,且r,可得B0,選項(xiàng)B正確;帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,帶電粒子以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O所需時(shí)間t,所以題圖(b)中T0tT,選項(xiàng)C正確;若t0時(shí),質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以初速度v從A點(diǎn)沿直徑AB射入場(chǎng)區(qū),運(yùn)動(dòng)到圓心O后,根據(jù)左手定則知粒子將向下偏轉(zhuǎn)與擋板MN碰撞后運(yùn)動(dòng)圓周,再與擋板B碰撞后運(yùn)動(dòng)一段圓弧后射出場(chǎng)區(qū),不能返回A點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤
14、11湖南省益陽(yáng)市、湘潭市調(diào)研(多選)如圖所示,兩個(gè)相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,軌道兩端在同一高度上,兩個(gè)相同的帶正電小球a、b同時(shí)從軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放,且在運(yùn)動(dòng)中始終能沿軌道通過各自軌道的最低點(diǎn)M、N,則()A兩小球某次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小不可能有vNvMB兩小球都能到達(dá)軌道的最右端C小球a、b第一次同時(shí)到達(dá)最低點(diǎn)D第一次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí),小球a對(duì)軌道的壓力小于小球b對(duì)軌道的壓力答案:AD解析:由于洛倫茲力不做功,電場(chǎng)力對(duì)帶電小球一定做負(fù)功,所以兩個(gè)小球某次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度不可能有vNvM,A正確;由機(jī)械能守恒定律知,小球b可以到達(dá)軌道的最
15、右端,電場(chǎng)力對(duì)小球a做負(fù)功,故小球a不可能到達(dá)軌道的最右端,B錯(cuò)誤;第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中,由于洛倫茲力對(duì)b不做功,而電場(chǎng)力一直對(duì)a做負(fù)功,因此a球的速率一直小于b球速率,故小球b第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)刻與小球a第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)刻不相同,C錯(cuò)誤;由于小球能到達(dá)最低點(diǎn),重力對(duì)小球a做正功,電場(chǎng)力對(duì)小球a做負(fù)功,由動(dòng)能定理得mgREqRmv,又由牛頓第二定律得,F(xiàn)N1mgm,對(duì)小球b,洛倫茲力不做功,只有重力做正功,由機(jī)械能守恒定律得mgRmv,小球b第一次通過最低點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得FN2mgqvBm,由牛頓第三定律知,D正確12湖北省黃岡中學(xué)模擬(多選)如圖所示,下端封閉、上端開口、高h(yuǎn)5 m
16、的內(nèi)壁光滑的細(xì)玻璃管豎直放置,管底有質(zhì)量m10 g、電荷量的絕對(duì)值|q|0.2 C的小球,整個(gè)裝置以v5 m/s的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),由于外力的作用,玻璃管在磁場(chǎng)中的速度保持不變,最終小球從上端管口飛出g取10 m/s2.下列說法中正確的是()A小球帶負(fù)電B小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C小球在玻璃管中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1 sD小球機(jī)械能的增加量為1 J答案:BD解析:由左手定則可知,小球帶正電,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;玻璃管在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),則小球在豎直方向所受的洛倫茲力恒定,則豎直方向加速度不變,即小球在豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;小球
17、在豎直方向的加速度a m/s210 m/s2,在管中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t s1 s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球到管口時(shí)豎直方向的速度vat10 m/s,機(jī)械能的增加量Emghmv21 J,選項(xiàng)D正確13.四川省五校聯(lián)考(多選)如圖所示,在x>0,y>0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面向里,大小為B.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從x軸上的某點(diǎn)P沿著與x軸成30°角的方向射入磁場(chǎng)不計(jì)重力的影響,則下列說法正確的是()A只要粒子的速率合適,粒子就可能通過坐標(biāo)原點(diǎn)B粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為C粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間可能為D粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的
18、時(shí)間可能為答案:BC解析:帶正電粒子由P點(diǎn)沿與x軸成30°角的方向入射,則粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在過P點(diǎn)且與速度方向垂直的方向上,粒子在磁場(chǎng)中要想到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn),轉(zhuǎn)過的圓心角肯定大于180°,假設(shè)如圖所示,而因磁場(chǎng)有邊界,故粒子不可能通過坐標(biāo)原點(diǎn),A錯(cuò)誤;由于P點(diǎn)的位置不定,所以粒子在磁場(chǎng)中的軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角也不同,最大的圓心角為圓弧與y軸相切時(shí),偏轉(zhuǎn)角度為300°,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tT,根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,可知粒子的運(yùn)動(dòng)半徑無限大時(shí),對(duì)應(yīng)的最小圓心角也一定大于120°,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間t>T,故粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間范圍是<t,BC正確,D錯(cuò)誤14.
19、廣東省惠州一診(多選)如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成:粒子源N,P、Q間的加速電場(chǎng),靜電分析器即中心線半徑為R的四分之一圓形通道、通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng),方向沿徑向指向圓心O,且與圓心O等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外,膠片M.由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器,某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng),最終打到膠片上的某點(diǎn)粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同,不計(jì)粒子所受重力,下列說法中正確的是()A從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等B從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等C打到膠片
20、上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等D打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子,其比荷(q/m)越小答案:CD解析:直線加速過程,根據(jù)動(dòng)能定理,有qUmv2mv,電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)過程,根據(jù)牛頓第二定律,有qEm,磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)過程,根據(jù)牛頓第二定律,有qvBm,由式得v,即從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小與粒子比荷有關(guān),故A錯(cuò)誤;由式,Ek,即從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子的動(dòng)能與q有關(guān),故B錯(cuò)誤;由解得r ,打到膠片上同一點(diǎn)的粒子的比荷一定相等,由式,比荷相同,故粒子的速度相同,故C正確;r ,故打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子,比荷越小,故D正確15(多選)如圖所示,空間有一垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5 T的勻強(qiáng)磁
21、場(chǎng),一質(zhì)量為0.2 kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上,在木板左端無初速度地放置一質(zhì)量為0.05 kg、電荷量q0.2 C的滑塊,滑塊與絕緣木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,可認(rèn)為滑塊受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左、大小為0.6 N的恒力,g取10 m/s2.則()A木板和滑塊一直做勻加速運(yùn)動(dòng)B滑塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)C最終滑塊做速度為5 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)D最終木板做加速度為3 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)答案:CD解析:滑塊開始運(yùn)動(dòng)后,受到豎直向上的洛倫茲力作用,且洛倫茲力不斷增大,滑塊受到的支持力逐漸減小,故滑塊先做變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)|q|vBmg時(shí),滑塊做勻速運(yùn)動(dòng),
22、速度v5 m/s,C正確,A、B錯(cuò)誤;此后,木板在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),且加速度a3 m/s2,故D正確16圖甲所示的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度與圖乙所示的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑相等,一不計(jì)重力的粒子從左邊界的M點(diǎn)以一定初速度水平向右垂直射入磁場(chǎng),從右邊界射出時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了角,該粒子以同樣的初速度沿半徑方向垂直射入磁場(chǎng),射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了2角已知磁場(chǎng)、的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1、B2,則B1與B2的比值為()A2cos BsinCcos Dtan答案:C解析:設(shè)有界磁場(chǎng)寬度為d,則粒子在磁場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖1、2所示,由洛倫茲力提供向心力知Bqvm,得B,由幾何關(guān)系知dr1sin
23、,dr2tan,聯(lián)立得cos,C正確課時(shí)測(cè)評(píng) 綜合提能力課時(shí)練贏高分一、選擇題1黑龍江哈六中檢測(cè)如圖所示,直線MN上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電子1從磁場(chǎng)邊界上的a點(diǎn)垂直MN和磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),經(jīng)t1時(shí)間從b點(diǎn)離開磁場(chǎng)之后電子2也由a點(diǎn)沿圖示方向以相同速率垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),經(jīng)t2時(shí)間從a、b連線的中點(diǎn)c離開磁場(chǎng),則t1t2為()A2:3 B2:1C3:2 D3:1答案:D解析:兩電子在磁場(chǎng)中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意畫出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖所示電子1垂直射入磁場(chǎng),從b點(diǎn)離開,則運(yùn)動(dòng)了半個(gè)圓周,ab即為電子1的運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑,c點(diǎn)為圓心電子2以相同速率垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng),經(jīng)t2時(shí)間從a、
24、b連線的中點(diǎn)c離開磁場(chǎng),根據(jù)r可知,電子1和2的軌跡半徑相等,根據(jù)幾何關(guān)系可知,aOc為等邊三角形,則電子2轉(zhuǎn)過的圓心角為60°,所以電子1運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1,電子2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2,所以t1:t23:1,故選D.2江西聯(lián)考如圖所示在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限中,存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶電粒子以一定的速度平行于x軸正方向從y軸上的a處射入磁場(chǎng),粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O射出磁場(chǎng)現(xiàn)使同一帶電粒子以速度方向不變、大小變?yōu)樵瓉淼?倍,仍從y軸上的a處射入磁場(chǎng),經(jīng)過t0時(shí)間射出磁場(chǎng),不計(jì)粒子所受的重力,則粒子的比荷為()A. B.C. D.答案:C解析:帶電
25、粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),粒子第一次射入磁場(chǎng)時(shí),軌跡半徑為,粒子第二次射入磁場(chǎng)時(shí),粒子軌跡半徑為2a,由此可知粒子第二次在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)60°后射出磁場(chǎng),因此t0,由T可得.C正確32017·全國(guó)卷如圖,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P點(diǎn),在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)若粒子射入速率為v1,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,則v2:v1為()A.:2 B.:1C.:1 D3:答案:C解析:設(shè)速率為v1
26、的粒子最遠(yuǎn)出射點(diǎn)為M,速率為v2的粒子最遠(yuǎn)出射點(diǎn)為N,如圖所示,則由幾何知識(shí)得r1,r2R由qvB得r,故,選項(xiàng)C正確4河北邢臺(tái)質(zhì)檢如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)ABCD,帶電粒子從A點(diǎn)沿AB方向射入磁場(chǎng),恰好從C點(diǎn)飛出磁場(chǎng);若帶電粒子以相同的速度從AD的中點(diǎn)P垂直AD射入磁場(chǎng),從DC邊的M點(diǎn)飛出磁場(chǎng)(M點(diǎn)未畫出)設(shè)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間為t1,由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用時(shí)間為t2(帶電粒子重力不計(jì)),則t1:t2為()A2:1 B2:3C3:2 D.:答案:C解析:如圖所示為粒子兩次運(yùn)動(dòng)軌跡圖,由幾何關(guān)系知,粒子由A點(diǎn)進(jìn)入C點(diǎn)飛出時(shí)軌跡所對(duì)圓心角190°,粒子由P點(diǎn)進(jìn)入M點(diǎn)
27、飛出時(shí)軌跡所對(duì)圓心角260°,則,故選項(xiàng)C正確5.長(zhǎng)沙四校模擬(多選)如圖所示,圓心角為90°的扇形COD內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),E點(diǎn)為半徑OD的中點(diǎn)現(xiàn)有比荷大小相等的兩個(gè)帶電粒子a、b(不計(jì)重力)以大小不等的速度分別從O、E點(diǎn)均沿OC方向射入磁場(chǎng),粒子a恰從D點(diǎn)射出磁場(chǎng),粒子b恰從C點(diǎn)射出磁場(chǎng),已知sin37°0.6,cos37°0.8,則下列說法中正確的是()A粒子a帶正電,粒子b帶負(fù)電B粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為5:2C粒子a、b的速率之比為2:5D粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為180:53答案:CD解析:本題考查了粒子
28、在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題,意在考查考生運(yùn)用相關(guān)規(guī)律及數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖所示,根據(jù)左手定則判斷知粒子a帶負(fù)電,粒子b帶正電,A錯(cuò)誤;設(shè)扇形COD的半徑為r,粒子a、b的軌道半徑分別為Ra、Rb,則Ra,Rr22,sin,得Rbr,53°,由qvBm,得vR,所以粒子a、b的速率之比為,C正確;由牛頓第二定律得加速度a,所以粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為,B錯(cuò)誤;粒子a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間ta,粒子b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tb,則,D正確6山東膠東示范校模擬(多選)如圖所示,在光滑絕緣的水平面上疊放著兩個(gè)物塊A和B,A帶負(fù)電、質(zhì)量為m、電荷量為q,B質(zhì)量為2
29、m、不帶電,A和B間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.初始時(shí)A、B處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將大小為Fmg的水平恒力作用在B上,g為重力加速度A、B處于水平向里的磁場(chǎng)之中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0.若A、B間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則下列說法正確的是()A水平力作用瞬間,A的加速度大小為BA做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為CA的最大速度為DB的最大加速度為g答案:BC解析:本題考查考生對(duì)帶電體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程的分析能力F作用在B上瞬間,假設(shè)A、B一起加速,則對(duì)A、B整體有F3mamg,對(duì)A有fAmamg<mgmg,假設(shè)成立,因此A、B共同做加速運(yùn)動(dòng),加速度為,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;A、B開始運(yùn)動(dòng)后,整體在水平方向上只受到F作用,做勻
30、加速直線運(yùn)動(dòng),對(duì)A分析,B對(duì)A有水平向左的靜摩擦力fA靜作用,由fA靜知,fA靜保持不變,但A受到向上的洛倫茲力,支持力NAmgqvB0逐漸減小,最大靜摩擦力NA減小,當(dāng)fA靜NA時(shí),A、B開始相對(duì)滑動(dòng),此時(shí)有(mgqv1B0),v1,由v1at得t,B選項(xiàng)正確;A、B相對(duì)滑動(dòng)后,A仍受到滑動(dòng)摩擦力作用,繼續(xù)加速,有fA靜(mgqvAB0),速度增大,滑動(dòng)摩擦力減小,當(dāng)滑動(dòng)摩擦力減小到零時(shí),A做勻速運(yùn)動(dòng),有mgqv2B0,得最大速度v2,C選項(xiàng)正確;A、B相對(duì)滑動(dòng)后,對(duì)B有FfA滑2maB,fA滑減小,則aB增大,當(dāng)fA滑減小到零時(shí),aB最大,D選項(xiàng)錯(cuò)誤7.安徽巢湖一中、合肥八中等十校聯(lián)考如圖
31、所示,平行邊界MN、PQ之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,兩邊界間距為d,邊界MN上A點(diǎn)有一粒子源,可沿紙面內(nèi)任意方向射出完全相同的質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,粒子射出的速度大小均為v,若不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用,則粒子能從PQ邊界射出的區(qū)域長(zhǎng)度與能從MN邊界射出的區(qū)域長(zhǎng)度之比為()A1:1 B2:3C.:2 D2:7答案:C解析:由qvB可知,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑Rd,當(dāng)速度方向沿AN時(shí),軌跡交PQ于B點(diǎn),當(dāng)軌跡恰好與PQ相切時(shí),軌跡交PQ于C點(diǎn),B、C間的距離為粒子能從PQ邊界射出的區(qū)域長(zhǎng)度,由幾何關(guān)系可知O1BCO2AD30°,所以BC
32、2Rcos30°R;當(dāng)粒子垂直于MN射入時(shí),粒子與MN交于E點(diǎn)(軌跡是半圓,沒畫出),A、E間的距離是粒子能從MN邊界射出的長(zhǎng)度,AE2R,所以.8四川資陽(yáng)測(cè)試(多選)圖中的MN、PQ為兩條相互平行的虛線,在MN的上方、PQ的下方空間存在相同的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在圖中的O點(diǎn)沿與PQ成30°角的方向斜向上射出一帶電粒子(紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)),粒子在上、下兩磁場(chǎng)中各偏轉(zhuǎn)一次后恰好經(jīng)過圖中的S點(diǎn),且經(jīng)過S點(diǎn)的速度與O點(diǎn)的速度方向相同,忽略粒子的重力則()A如果保持不變,僅增大粒子的初速度,則粒子一定還能經(jīng)過S點(diǎn)B粒子每次經(jīng)過邊界PQ時(shí)的速度都與初速度相同C該粒子可能帶正電也可能帶負(fù)
33、電D如果僅將增大到60°,則粒子一定不能經(jīng)過S點(diǎn)答案:AC解析:以帶正電荷的粒子為例,粒子先在MN和PQ間做勻速直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)入上方磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),再分別做勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,由于上、下方磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相等,則軌跡對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)x2rsin,而r.設(shè)兩平行虛線之間的距離為L(zhǎng),粒子經(jīng)過兩次勻速直線運(yùn)動(dòng)和兩次勻速圓周運(yùn)動(dòng)后沿水平方向向右移動(dòng)的距離OSLcotxLcotx2Lcot,與軌跡半徑無關(guān),即與速度無關(guān),所以增大粒子的速度后,粒子仍將通過S點(diǎn),選項(xiàng)A正確;由以上分析,粒子每次經(jīng)過PQ時(shí)速度方向與初速度方向不一定相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;粒子若帶負(fù)電,則粒子在上方磁場(chǎng)先
34、向右平移x,到下方磁場(chǎng)后向左平移x,則總的平移距離仍為2Lcot,選項(xiàng)C正確;若將增大到60°,則粒子上下偏轉(zhuǎn)一次平移的距離將發(fā)生變化,但由于3cot60°cot30°,即粒子經(jīng)過3次上下偏轉(zhuǎn)后,也將通過S點(diǎn),選項(xiàng)D錯(cuò)誤9(多選)如圖所示,有一半徑為R的光滑絕緣塑料半圓形軌道,水平固定于一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,現(xiàn)將一質(zhì)量為m、所帶電荷量為q的小球從軌道的左端由靜止釋放,半圓形軌道的最低點(diǎn)為A,不考慮渦流現(xiàn)象,則下列說法正確的是()A小球沿軌道運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒B小球通過A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力可能為3mgqBC小球通過A點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力可
35、能為3mgqBD從軌道的左端由靜止釋放的小球,可能從軌道右端滑出答案:BC解析:由于小球運(yùn)動(dòng)過程洛倫茲力不做功,只有重力做功,所以小球機(jī)械能守恒,A錯(cuò)誤;小球第一次通過最低點(diǎn)A時(shí)的受力情況如圖甲所示,則由機(jī)械能守恒定律可得,mgRmv2,小球第一次通過最低點(diǎn)A時(shí)由牛頓第二定律可得N1F洛mgm,且F洛Bqv,聯(lián)立解得N13mgqB,由牛頓第三定律知,B正確;同理可得小球第二次經(jīng)過最低點(diǎn)A時(shí),其受力情況如圖乙所示,小球第二次經(jīng)過最低點(diǎn)A時(shí)由牛頓第二定律可得N2F洛mg,且F洛Bqv,則聯(lián)立解得N23mgqB,C正確,D錯(cuò)誤10(多選)如圖所示,豎直平面內(nèi)一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子沿平行于直徑MN的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子的速度大小不同,重力不計(jì),入射點(diǎn)P到直徑MN的距離為h,則()A若某粒子從磁場(chǎng)射出時(shí)的速度方向恰好與其入射方向相反,則該粒子的入射速度是B恰好能從M點(diǎn)射出的粒子速度是C若h且粒子從P點(diǎn)經(jīng)磁場(chǎng)到M點(diǎn),則所用的時(shí)間
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