2019高考物理二輪復(fù)習(xí)第10講磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題訓(xùn)練

第10

磁及電子磁中運(yùn)一選題每題6分共48分)1.(多選)如圖所,在正方形區(qū)域abcd內(nèi)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)帶電荷量為q的離垂直于EF自O(shè)點(diǎn)沿頭方向進(jìn)入磁場(chǎng)。當(dāng)離子運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)突然吸收了若干個(gè)電,接著沿另一圓道運(yùn)動(dòng)到與OF在條直線上的E點(diǎn)知OF的度為EF度的一半,電子電荷量為e(離子吸收電子不影響離子的速度,電子重力不),下列說(shuō)法中正確的(A.此離子帶正電B.離子吸收電子的個(gè)數(shù)為C.當(dāng)離子吸收電子后所帶電荷量多D.離子從O到F的間與從F到時(shí)間相等2.(2018河開(kāi)封5月質(zhì))如所,在半徑為R的圓區(qū)域內(nèi)充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN是一豎直放置的感光板。從圓形磁場(chǎng)最高點(diǎn)P垂直磁場(chǎng)射入大量的帶正電、電荷量為q、質(zhì)量為m速度為v的子不慮粒子間的相互作用力及重,于這些粒子的運(yùn),以下說(shuō)法正確的是()A.只要對(duì)著圓心入,出射后均垂直打在上B.對(duì)著圓心入射的粒子其出射向的反向延長(zhǎng)線不一定過(guò)圓心C.對(duì)著圓心入射的粒子速度越在磁場(chǎng)中通過(guò)的弧長(zhǎng)越,時(shí)間也越長(zhǎng)D.只要速度滿(mǎn)足v=,沿同方向射的粒子出射后均可垂直打在MN上3.(多選)如圖所,寬為d的界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為PP'、QQ'一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的觀子沿圖示方向以速度垂直入磁場(chǎng),感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,使粒子不能從邊界QQ'射出,粒子的入射速度v的最大值可能是下面給出的(子的重力不)(

A.B.C.D.陜陜師大附中檢)圖所,圓柱體為磁,磁在左右兩側(cè)外a為金屬圓,與磁體同軸放置間較小在左側(cè)的N極和金屬圓環(huán)上各引出兩根導(dǎo),分別接高壓電源的正極加高,磁體和金屬圓環(huán)a間的空氣會(huì)被,形成放電電,若從右側(cè)觀察放電電流下列說(shuō)法正確的()A.放電電流將發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)B.放電電流將發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)C.放電電流不發(fā)生旋轉(zhuǎn)D.無(wú)法確定放電電流的運(yùn)動(dòng)情況5.(多選)如圖是小麗自制的電流原理,質(zhì)量為的均勻細(xì)金屬桿MN與一豎直懸掛的絕緣輕彈相,彈簧勁度系數(shù)為k,在長(zhǎng)為ab=L,bc=L矩形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁應(yīng)強(qiáng)度大小為方垂直紙面向外。的右連接一絕緣輕指,指示出標(biāo)尺上的刻,MN的長(zhǎng)大于當(dāng)MN中沒(méi)電流通過(guò)且處于靜止時(shí)MN與ab邊合且針指在標(biāo)尺的零刻;當(dāng)MN中電流時(shí)指針示數(shù)可表示電流大小。MN始終在紙面內(nèi)且保持水平,重加速度為則()A.要使電流表正常工作金屬桿電流方向應(yīng)從至B.當(dāng)該電流表的示數(shù)為零,彈的伸長(zhǎng)量為零C.該電流表可測(cè)量的最大值是ID.該電流表的刻度在0~I范圍內(nèi)不均勻的

6.(2018四成都石室中學(xué)二)如圖所,一個(gè)邊長(zhǎng)為的方形金屬框豎直放,各邊電阻相同金屬框放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B方向垂直金屬框向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),若AB兩與導(dǎo)線相連由A到B通以如圖所示方向的電(由A點(diǎn),從流出流過(guò)AB邊電為I,則金屬框受到的安培力小和方向分別為)A.2BIL豎向下B.BIL豎向上C.BIL豎直向上D.BIL豎直向下7.(2018廣廣州二模)(多選)如圖MN、是圓O的兩相互垂直的直,圓內(nèi)有垂直紙面向里的強(qiáng)磁場(chǎng),比荷相等的正、負(fù)離子分從M、以等速率射向。若正離子從P射,則()A.負(fù)離子會(huì)從射出B.負(fù)離子也從射出C.兩離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D.兩離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)路程不相8.(多選)如圖所,有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd,e是ad的中點(diǎn),f是cd的中點(diǎn)如在a點(diǎn)對(duì)角線方向以速度v射入一帶負(fù)電帶電粒恰好從射,則()A.如果粒子的速度增大為原來(lái)的,將從點(diǎn)射出B.如果粒子的速度增大為原來(lái)的,將從點(diǎn)射出C.如果粒子的速度不變磁場(chǎng)的感應(yīng)強(qiáng)度B大為原來(lái)的二,也從d點(diǎn)出D.只改變粒子的速,使其分別e、、f點(diǎn)射出從射出所用的時(shí)間最短

二非擇(小16,32分)9.(2018福福州質(zhì)檢)如圖是屏蔽高能粒子輻射的裝,鉛盒左側(cè)面中心O有放射源可通過(guò)鉛盒右側(cè)面的狹縫MQ向輻射α粒,鉛盒右側(cè)有一左右邊界平行的勻強(qiáng)磁場(chǎng)域。過(guò)的截面MNPQ于垂直磁場(chǎng)的平面內(nèi)OH垂直。知∠MOH=∠QOH=5°α粒質(zhì)量m=6.6×0kg,電荷量q=.0×0速v=.8×m/s;磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.664方垂直于紙面向里粒重力不計(jì)忽粒子間的相互作用及相對(duì)論效應(yīng)sin55°=0.60。(1)求垂直于磁場(chǎng)邊界向左射出場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t;(2)若所有粒子均不能從磁場(chǎng)右界穿即達(dá)到屏蔽作求磁場(chǎng)區(qū)域的最小寬度d。

0010.(2018湖孝感一)如圖所,N水平放置的彼此平行的不帶電的兩塊平,板的長(zhǎng)度和板間距離均為在板間有垂直于紙方向的勻強(qiáng)磁在距上板處一質(zhì)量為m、電荷量為q的正的粒子不重)以初速度v水平入磁場(chǎng)若使粒子不能射出磁,求磁場(chǎng)的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大范圍。

答精精一選題1.AB根據(jù)左手定則可知離子帶,選項(xiàng)正確正離子在吸收電子之前的軌跡半徑R=,正子收若干電子后軌跡半徑由R變?yōu)榭傻?R=

,解得n=,選B正;離子原來(lái)正電當(dāng)離子吸收電子后所-帶電荷量減少,選項(xiàng)C錯(cuò);由于子電荷量改,根據(jù)周期公式T=

π

可得,周期變了因離子從O到F的時(shí)間與從F到E的時(shí)間不相等,選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.D對(duì)著圓心入射的粒子,出射不一定垂直打在MN上與粒子的速度有,故A錯(cuò)誤帶粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧根幾何知識(shí)可,著圓心入射的粒,其出射方向的反向延長(zhǎng)線也一定過(guò)圓,故B錯(cuò);對(duì)著圓心入射的粒子速越大在磁場(chǎng)中軌跡半徑越,長(zhǎng)越長(zhǎng),軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越,由t=

T、T=

π

π知運(yùn)時(shí)間t越,故C錯(cuò)誤;速度滿(mǎn)足v=時(shí),軌跡半徑r==R,入射點(diǎn)、出射點(diǎn)、O點(diǎn)軌跡的圓心構(gòu)成菱,射出磁場(chǎng)時(shí)的軌跡半徑與最高點(diǎn)處的磁場(chǎng)半徑平粒子一定垂直打在MN上,故D正。3.BC微觀粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做速圓周運(yùn),qvB=,R=,要粒子不能從邊界QQ'射出粒的入射速度v最大時(shí)軌跡與QQ'相切。如子帶正,R=+d,d=,v,B正;如粒子帶負(fù)電,R+=d,v=,C正。4.A由題意可知從側(cè)觀察磁體與金屬圓環(huán)間的磁場(chǎng)向電流由高壓電源的正極流向負(fù),根左手定則可判斷放電電流將發(fā)生順時(shí)針旋,選項(xiàng)確。5.AC當(dāng)有電流時(shí)MN向運(yùn),進(jìn)入磁,所以受到的安培力向,根據(jù)左手定則可知,電流一定是從M到N,故A正確當(dāng)流表的示數(shù)零,MN中沒(méi)有電流通,MN受力平衡,所彈簧的彈力等于M的重,彈簧的伸長(zhǎng)量不為零故B錯(cuò)誤當(dāng)MN到達(dá)cd,最大電流為電流表可測(cè)量的最大值,此時(shí)由力平衡條件可得mg+BIL=k(L+L),其kL=mg,則BIL,所,故C正確由I=可出任意電流的表達(dá)式為I=,所以電流和MN下降距離h是正比例函數(shù)關(guān),所以該電流表的刻度是均勻,故D錯(cuò)誤。6.B設(shè)流過(guò)DC邊的流為I',據(jù)并聯(lián)電路電壓相等有I'·3R=IR,得I'=、BC邊受的安力的合力為邊電流向,根據(jù)左手定則安培力方向豎直向,大F=B·L=BIL,AB邊所受安培力方向豎直向上大小F=BIL,以金屬框受到的安培力F=F+F=BIL,方向豎直向上,故B正。7.BC根據(jù)左手定則判斷知負(fù)子進(jìn)入磁場(chǎng)后所受的洛倫茲力向,會(huì)時(shí)針旋轉(zhuǎn),由半徑公式r=,正子的比相等,速率相則軌跡半徑相等所以負(fù)離子也從P射出故A錯(cuò)誤,B正確T=

π

知

ππ66ππ66比荷相,則它們的周期相等,兩離子軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角都是90°在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間都是,故C正確。兩個(gè)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度都是,則它們運(yùn)動(dòng)的路程相等,故D錯(cuò)。8.AD由r=可知,如果粒子的速增大為原來(lái)的二,粒子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑增大到原來(lái)的二倍粒將從d點(diǎn)出選A正;如果粒子的速度增大為原來(lái)的三倍,假設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,粒子通過(guò)ad延長(zhǎng)上的g點(diǎn)且dg=ae,知粒子將從df之間的某確定點(diǎn)射出,選錯(cuò);如果粒子速度不變,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵亩腶e的點(diǎn)射出選項(xiàng)C錯(cuò);帶電粒子從e、點(diǎn)出時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等,所用時(shí)間相,從f射出時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的角度最,所用的時(shí)間最短,選項(xiàng)D正確二非擇9.答案(1)9.81×10s(2)0.72解析(1)粒子在磁場(chǎng)內(nèi)做勻速周運(yùn)則

π垂直于磁場(chǎng)邊界向左射出磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為代入數(shù)據(jù)解得t=×s≈×10s(2)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn),qvB=m若沿方向入磁場(chǎng)的粒子運(yùn)軌跡與磁場(chǎng)右邊界相則所有粒子均不能從磁場(chǎng)的右邊界射,如圖所示由幾何關(guān)系可得d=R+Rsin°代入數(shù)據(jù)可得d=0.72m10.答磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí)

05

<B<

0

磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí)

0

<B<

0解析第一種情況當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,若子從左側(cè)上板邊緣飛則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=·=6由qvB0得B=

0

5656若粒子從右側(cè)上板邊緣飛,其動(dòng)軌跡如圖甲所示設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,:=-

+d

解得:R=由qvB0得B=

05所以當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向