屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱點題型專練專題磁吃運動電荷作用含解析

屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱點題型專練專題.磁吃運動電荷的作用含剖析屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱點題型專練專題.磁吃運動電荷的作用含剖析PAGE屆高中物理二輪復(fù)習(xí)熱點題型專練專題.磁吃運動電荷的作用含剖析專題8.2磁場對運動電荷的作用1.圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個極點上，導(dǎo)線中通有大小同樣的電流，方向以以下圖。一帶正電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是()A．向上B．向下C．向左D．向右答案：B2．一個重力不計的帶電粒子垂直進入勻強磁場，在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運動。則以下能表示運動周期T與半徑R之間的關(guān)系圖象的是()答案：D剖析：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，qvB＝meq\f(v2,R)?R＝eq\f(mv,qB)，由圓周運動規(guī)律，T＝eq\f(2πR,v)＝eq\f(2πm,qB)，可見粒子運動周期與半徑?jīng)]關(guān)，故D項正確。3．圖為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡(粒子穿過鉛板后電荷量、質(zhì)量不變)，室中勻強磁場的方向與軌道所在平面垂直(圖中垂直于紙面向內(nèi))，由此可知此粒子()A．必定帶正電B．必定帶負電C．不帶電D．可能帶正電，也可能帶負電答案：A剖析：粒子穿過鉛板的過程中，動能減小，軌道半徑減小，依據(jù)題圖中粒子的運動軌跡能夠確立粒子從下向上穿過鉛板，再由左手定章可判斷出粒子必定帶正電。選項A正確。4.以以下圖，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，一對正、負電子分別以同樣速度沿與x軸成30°角從原點射入磁場，則正、負電子在磁場中運動時間之比為()A．1︰2B．2︰1C．1︰eq\r(3)D．1︰1答案：B5.以以下圖圓形地區(qū)內(nèi)，有垂直于紙面方向的勻強磁場，一束質(zhì)量和電荷量都同樣的帶電粒子，以不同樣的速率，沿著同樣的方向，瞄準圓心O射入勻強磁場，又都從該磁場中射出，這些粒子在磁場中的運動時間有的較長，有的較短，若帶電粒子在磁場中只受磁場力的作用，則在磁場中運動時間越長的帶電粒子()A．速率必定越小B．速率必定越大C．在磁場中經(jīng)過的行程越長D．在磁場中的周期必定越大答案：A剖析：依據(jù)公式T＝eq\f(2πm,Bq)可知，粒子的比荷同樣，它們進入勻強磁場后做勻速圓周運動的周期同樣，選項D錯誤；以以下圖，設(shè)這些粒子在磁場中的運動圓弧所對應(yīng)的圓心角為θ，則運動時間t＝eq\f(θ,360°)T，在磁場中運動時間越長的帶電粒子，圓心角越大，運動半徑越小，依據(jù)r＝eq\f(mv,Bq)可知，速率必定越小，選項A正確，B錯誤；當圓心角趨近180°時，粒子在磁場中經(jīng)過的行程趨近于0，因此選項C錯誤。6．某一空間充滿垂直紙面方向的勻強磁場，其方向隨時間做周期性變化，磁感覺強度B隨時間t的變化規(guī)律以以下圖，規(guī)定B>0時磁場的方向穿出紙面?，F(xiàn)有一電荷量為q＝5π×10－7C、質(zhì)量為m＝5×10－10kg的帶電粒子在t＝0時辰以初速度v0沿垂直磁場方向開始運動，不計重力，則磁場變化一個周期的時間內(nèi)帶電粒子的均勻速度的大小與初速度大小的比值是()A．1B.eq\f(1,2)C.eq\f(2\r(2),π)D.eq\f(\r(2),π)答案：C7.以以下圖，在一矩形地區(qū)內(nèi)，不加磁場時，不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左界限射入，穿過此地區(qū)的時間為t。若加上磁感覺強度為B、垂直紙面向外的勻強磁場，帶電粒子仍以本來的初速度入射，粒子飛出磁場時偏離原方向60°。利用以上數(shù)據(jù)可求出以下物理量中的()A．帶電粒子的比荷B．帶電粒子在磁場中運動的周期C．帶電粒子的初速度D．帶電粒子在磁場中運動的半徑答案：AB8．以以下圖，寬d＝4cm的有界勻強磁場，縱向范圍足夠大，磁感覺強度的方向垂直于紙面向內(nèi)，現(xiàn)有一群正粒子從O點以同樣的速率沿紙面不同樣方向進入磁場，若粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑均為r＝10cm，則()A．右界限：－8cm<y<8cm有粒子射出B．右界限：y<8cm有粒子射出C．左界限：y>8cm有粒子射出D．左界限：0<y<16cm有粒子射出答案：AD剖析：當粒子沿x軸正方向和y軸負方向射入磁場時，粒子從右界限射出的界限最大，畫出粒子的運動軌跡(以以下圖)并依據(jù)幾何關(guān)系可求出，在右界限－8cm<y<8cm范圍內(nèi)有粒子射出，A項正確，B項錯誤；當粒子斜向進步入磁場，運動軌跡與右界限相切時，可求出粒子從左界限y＝16cm處射出，這也是最大界限處，因此C項錯誤，D項正確。此題答案為A、D兩項。9．以以下圖為一個有界的足夠大的勻強磁場所區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，一個不計重力的帶正電的離子以某一速率v垂直磁場方向從O點進入磁場所區(qū)，電子進入磁場時速度方向與界限夾角為θ，以下相關(guān)說法正確的選項是()A．若θ必定，速度v越大，粒子在磁場中運動的時間越長B．粒子在磁場中運動的時間與速度v相關(guān)，與θ角大小沒關(guān)C．若速度v必定，θ越大，粒子在磁場中運動的時間越短D．粒子在磁場中運動的時間與角度θ相關(guān)，與速度v沒關(guān)答案：CD10.以以下圖，在xOy平面內(nèi)有一半徑為a的圓形地區(qū)，其圓心O'的坐標為(2a,0)，與x軸交點為M、N，該地區(qū)內(nèi)無磁場；在y軸和直線x＝3a之間的其余地區(qū)內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感覺強度大小為B，一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子從y軸上某點以與y軸正向的夾角為60°方向射入磁場，不計粒子重力，以下說法正確的選項是()A．若粒子不經(jīng)過圓形地區(qū)就能抵達N點，則粒子的初速度大小為eq\f(2qBa,m)B．若粒子不經(jīng)過圓形地區(qū)就能抵達N點，則粒子的初速度大小為eq\f(3qBa,m)C．若粒子在磁場中運動的時間為eq\f(πm,3qB)，且粒子能抵達N點，則粒子的初速度大小為eq\f(3qBa,2m)D．若粒子在磁場中運動的時間為eq\f(π,3qB)，且粒子能抵達N點，則粒子的初速度大小為eq\f(\r(3)qBa,2m)答案：AC11．以以下圖，勻強磁場方向垂直紙面向里，甲、乙、丙、丁四個帶負電的點電荷分別沿四個方向、以大小同樣的初速度v0垂直磁場方向進入磁場．則進入磁場瞬時，遇到洛倫茲力方向向下的點電荷是()A．甲B．乙C．丙D．丁【答案】D【剖析】依據(jù)左手定章剖析，丁遇到的洛倫茲力方向向下，應(yīng)選項D正確．12．兩個質(zhì)量同樣、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同樣的速率瞄準圓心O沿著AO方向射入圓形勻強磁場所區(qū)，其運動軌跡以以下圖．若不計粒子的重力，則以下說法正確的選項是()A．a(chǎn)粒子帶正電，b粒子帶負電B．a(chǎn)粒子在磁場中所受洛倫茲力較大C．b粒子的動能較大D．b粒子在磁場中運動時間較長13．(多項選擇)以以下圖，a、b、c是三個面積相等的勻強磁場所區(qū)，圖中的虛線是三個圓直徑的連線，該虛線與水平方向的夾角為45°.一個不計重力的帶電粒子，從a磁場的M點以初速度v0豎直向上射入磁場，運動軌跡如圖，最后粒子從c磁場的N點走開磁場．已知粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，勻強磁場的磁感覺強度為B.則()A．磁場a和c的方向垂直于紙面向里，磁場b的方向垂直于紙面向外B．粒子在N的速度方向水平向左C．粒子從M點運動到N點的時間為eq\f(3πm,2qB)D．粒子從M點運動到N點的時間為eq\f(6πm,qB)【答案】BC【剖析】不知道帶電粒子的電性，因此沒法判斷磁場的方向，A項錯誤；依據(jù)幾何關(guān)系，粒子在N的速度方向水平向左，B項正確；粒子從M點運動到N點的時間為四分之三個周期，由T＝eq\f(2πr,v)，可得T＝eq\f(2πm,qB)，因此時間t＝eq\f(3,4)T＝eq\f(3πm,2qB)，C項正確，D項錯誤．14．已知通入電流為I的長直導(dǎo)線在四周某點產(chǎn)生的磁感覺強度大小B與該點到導(dǎo)線間的距離r的關(guān)系為B＝keq\f(I,r)(k為常量)．以以下圖，豎直通電長直導(dǎo)線中的電流I方向向上，絕緣的圓滑水平面上P處有一帶正電小球從圖示地點以初速度v0水平向右運動，小球素來在水平面上運動，運動軌跡用實線表示，若從上向下看，則小球的運動軌跡可能是()15．以以下圖，在x>0，y>0的空間中有恒定的勻強磁場，磁感覺強度的方向垂直于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P沿著與x軸正方向成30°角的方向射入磁場．不計重力的影響，則以下相關(guān)說法中正確的選項是()圖9-2-23A．只需粒子的速率適合，粒子即可能經(jīng)過坐標原點B．粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間必定為eq\f(5πm,3qB)C．粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為eq\f(πm,qB)D．粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為eq\f(πm,6qB)【答案】C【剖析】帶正電的粒子從P點沿與x軸正方向成30°角的方向射入磁場中，則圓心在過P點與速度方向垂直的直線上，以以下圖，粒子在磁場中要想抵達O點，轉(zhuǎn)過的圓心角必定大于180°，因磁場有界限，故粒子不能夠能經(jīng)過坐標原點，應(yīng)選項A錯誤；因為P點的地點不確立，因此粒子在磁場中運動的圓弧對應(yīng)的圓心角也不同樣，最大的圓心角是圓弧與y軸相切時即300°，運動時間為eq\f(5,6)T，而最小的圓心角為P點在座標原點即120°，運動時間為eq\f(1,3)T，而T＝eq\f(2πm,qB)，故粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間最長為eq\f(5πm,3qB)，最短為eq\f(2πm,3qB)，選項C正確，B、D錯誤．16.(多項選擇)以以下圖，雙方向相反、磁感覺強度大小均為B的勻強磁場被邊長為L的等邊三角形ABC理想分開，三角形內(nèi)磁場垂直紙面向里，三角形極點A處有一質(zhì)子源，能沿∠BAC的角均分線發(fā)射速度不同樣的質(zhì)子(質(zhì)子重力不計)，全部質(zhì)子均能經(jīng)過C點，質(zhì)子比荷eq\f(q,m)＝k，則質(zhì)子的速度可能為()A．2BkLB.eq\f(BkL,2)C.eq\f(3BkL,2)D.eq\f(BkL,8)17．(多項選擇)以以下圖，xOy平面的一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外，磁感覺強度B＝1T的勻強磁場，ON為處于y軸負方向的彈性絕緣薄擋板，長度為9m，M點為x軸正方向上一點，OM＝3m．現(xiàn)有一個比荷大小為eq\f(q,m)＝1.0C/kg可視為質(zhì)點帶正電的小球(重力不計)從擋板下端N處小孔以不同樣的速度向x軸負方向射入磁場，若與擋板相碰就以原速率彈回，且碰撞時間不計，碰撞時電荷量不變，小球最后都能經(jīng)過M點，則小球射入的速度大小可能是()圖9-2-25A．3m/sB．3.75m/sC．4m/sD．5m/s18．以以下圖，矩形虛線框MNPQ內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．a(chǎn)、b、c是三個質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子，它們從PQ邊上的中點沿垂直于磁場的方向射入磁場，圖中畫出了它們在磁場中的運動軌跡．粒子重力不計．以下說法正確的選項是()A．粒子a帶負電B．粒子c的動能最大C．粒子b在磁場中運動的時間最長D．粒子b在磁場中運動時的向心力最大【答案】D【剖析】由左手定章可知，a粒子帶正電，故A錯誤；由qvB＝meq\f(v2,r)，可得r＝eq\f(mv,qB)，由題圖可知粒子c的軌跡半徑最小，粒子b的軌跡半徑最大，又m、q、B同樣，因此粒子c的速度最小，粒子b的速度最大，由Ek＝eq\f(1,2)mv2，知粒子c的動能最小，依據(jù)洛倫茲力供給向心力有f向＝qvB，則可知粒子b的向心力最大，故D正確，B錯誤；由T＝eq\f(2πm,qB)，可知粒子a、b、c的周期同樣，可是粒子b的軌跡所對的圓心角最小，則粒子b在磁場中運動的時間最短，故C錯誤．19．以以下圖，橫截面為正方形abcd的有界勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里．一束電子以大小不同樣、方向垂直ad界限的速度飛入該磁場，不計電子重力及互相之間的作用，關(guān)于從不同樣界限射出的電子，以下判斷錯誤的選項是()A．從ad邊射出的電子在磁場中運動的時間都相等B．從c點走開的電子在磁場中運動時間最長C．電子在磁場中運動的速度偏轉(zhuǎn)角最大為πD．從bc邊射出的電子的速度必定大于從ad邊射出的電子的速度20．(多項選擇)圖中的虛線為半徑為R、磁感覺強度大小為B的圓形勻強磁場的界限，磁場的方向垂直圓平面向里．大批的比荷均為eq\f(q,m)的同樣粒子由磁場界限的最低點A向圓平面內(nèi)的不同樣方向以同樣的速度v0射入磁場，粒子在磁場中做半徑為r的圓周運動，經(jīng)一段時間的偏轉(zhuǎn)，全部的粒子均由圓界限走開，全部粒子的出射點的連線為虛線界限的eq\f(1,3)，粒子在圓形磁場中運轉(zhuǎn)的最長時間用tm表示，假定eq\f(q,m)、R、v0為已知量，其余的量均為未知量，忽視粒子的重力以及粒子間的互相作用．則()A．B＝eq\f(2\r(3)mv0,3qB)B．B＝eq\f(\r(3)mv0,3qR)C．r＝eq\f(\r(3)R,2)D．tm＝eq\f(\r(3)πR,2v0)21．以以下圖，中軸線PQ將矩形地區(qū)MNDC分紅上下兩部分，上部分充滿垂直于紙面向外的勻強磁場，下部分充滿垂直于紙面向內(nèi)的勻強磁場，磁感覺強度大小均為B.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電粒子從P點進入磁場，速度與邊MC的夾角θ＝30°.MC邊長為a，MN邊長為8a，不計粒子重力．求：(1)若要該粒子不從MN邊射出磁場，其速度最大值是多少？(2)若要該粒子恰從Q點射出磁場，其在磁場中的運轉(zhuǎn)時間最短是多少？【剖析】(1)設(shè)該粒子恰巧不從MN邊射出磁場時的軌跡半徑為r，則由幾何關(guān)系得rcos60°＝r－eq\f(a,2)，解得r＝a又由qvB＝meq\f(v2,r)，解得最大速度為vmax＝eq\f(qaB,m).【答案】(1)eq\f(qaB,m)(2)eq\f(10πm,3qB)22．以以下圖，在圓心為O的圓形地區(qū)內(nèi)存在磁感覺強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場．界限上的一粒子源A，向磁場所區(qū)發(fā)射出質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q>0)的粒子，其速度大小均為v，方向垂直于磁場且散布在AO右邊α角的范圍內(nèi)(α為銳角)．磁場所區(qū)的半徑為eq\f(mv,Bq)，其左邊有與AO平行的接收屏，不計帶電粒子所受重力和互相作使勁，求：(1)沿AO方向入射的粒子走開磁場時的方向與入射方向的夾角；(2)接收屏上能接收到帶電粒子地區(qū)的寬度.【剖析】(1)依據(jù)帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律，可知粒子在磁場中沿逆時針方向做圓周運動，設(shè)其半徑為R，有qBv＝eq\f(mv2,R)，得R＝eq\f(mv,qB)可知，帶電粒子運動半徑與磁場所區(qū)半徑相等．沿AO射入磁場的粒子走開磁場時的方向與入射方向之間的夾角為eq\f(π,2)，以以下圖．(2)設(shè)粒子入射方向與AO的夾角為θ，粒子走開磁場的地點為A′，粒子做圓周運動的圓心為O′.依據(jù)題意可知四邊形AOA′O′四條邊長度均為eq\f(mv,Bq)，是菱形，有O′A′∥OA，故粒子出射方向必定垂直于OA，此后做勻速直線運動垂直擊中接收屏，以以下圖．【答案】(1)eq\f(π,2)(2)eq\f(mvsinα,qB)23.以以下圖，在空間有一坐標系xOy，直線OP與x軸正方向的夾角為30°，第一象限內(nèi)有兩個大小不同樣、方向都垂直紙面向外的勻強磁場所區(qū)Ⅰ和Ⅱ，直線OP是它們的界限，OP上方地區(qū)Ⅰ中磁場的磁感覺強度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子(不計重力)以速度v從O點沿與OP成30°角的方向垂直于磁場進入地區(qū)Ⅰ，質(zhì)子先后經(jīng)過磁場所區(qū)Ⅰ和Ⅱ后，恰巧垂直打在x軸上的Q點(圖中未畫出)，試求：(1)地區(qū)Ⅱ中磁場的磁感覺強度大小；(2)Q點的坐標。答案：(1)2B(2)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(\r(3)＋1,2)\f(mv,qB)，0))剖析：(1)設(shè)質(zhì)子在磁場Ⅰ和Ⅱ中做圓周運動的軌道半徑分別為r1和r2，地區(qū)Ⅱ中磁感覺強度為B′，由牛頓第二定律知qvB＝eq\f(mv2,r1)①qvB′＝eq\f(mv2,r2)②(2)Q點坐標x＝OAcos30°＋r2故x＝(eq\f(\r(3)＋1,2))eq\f(mv,qB)。24.以以下圖，虛線圓所圍地區(qū)內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感覺強度為B。一束電子沿圓形地區(qū)的直徑方向以速度v射入磁場，電子束經(jīng)過磁場區(qū)后，其運動方向與原入射方向成θ角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計