2024版高考物理一輪總復習專題九磁場第2講磁吃運動電荷的作用提能演練

第2講磁場對運動電荷的作用知識鞏固練1.(2022年鹽城模擬)如圖所示，螺線管中通入正弦交流電，將電子沿軸線方向射入后，電子在螺線管中的運動情況是()A.往復運動 B.勻速圓周運動C.勻速直線運動 D.勻變速直線運動【答案】C【解析】螺線管中磁場方向始終為水平方向，電子的速度方向始終與磁場方向平行，所以電子始終不受洛倫茲力，電子做勻速直線運動，故C正確，A、B、D錯誤.2.如圖所示，擺球帶負電荷的單擺在一勻強磁場中擺動，勻強磁場的方向垂直紙面向里，擺球在AB間擺動過程中，由A擺到最低點C時，擺線拉力的大小為F1，擺球加速度大小為a1；由B擺到最低點C時，擺線拉力的大小為F2，擺球加速度大小為a2，則()A.F1＞F2，a1＝a2B.F1＜F2，a1＝a2C.F1＞F2，a1＞a2D.F1＜F2，a1＜a2【答案】B3.如圖所示為顯像管的原理示意圖，當沒有磁場時電子束將打在熒光屏正中的O點.安裝在管徑上的偏轉線圈可以產生磁場，使電子束發(fā)生偏轉.設垂直紙面向里的磁場方向為正方向，如果要使電子束打在熒光屏上的位置由a點逐漸移動到b點，下列各圖中的變化磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉的是()ABCD【答案】A4.(2022年贛州聯考)如圖所示，正方形區(qū)域勻強磁場的方向垂直紙面向外，一帶電微粒從磁場邊界A點垂直于磁場方向射入，沿曲線APB運動從B點射出磁場，通過PB段用時為t，若該微粒經過P點時，與一個靜止的不帶電微粒碰撞并結合為一個新微粒，最終也射出磁場.微粒重力不計，則新微粒從形成到射出磁場的()A.軌跡為PC，運動時間小于tB.軌跡為PB，運動時間大于tC.軌跡為PD，運動時間等于tD.軌跡為PD，運動時間大于t【答案】B【解析】帶電微粒在勻強磁場中做勻速圓周運動，其軌道半徑R＝mvqB，它與靜止的不帶電微粒碰撞并結合為一個新微粒，因動量守恒，總動量不變，質量變大，速度變小，帶電量不變，可見軌道半徑不變，軌跡應該為PB，因為速度變小，所以運動時間要大于t，故選B5.(2022年浙江月考)如圖所示，一內壁光滑的玻璃管豎直放置，上端開口，下端封閉，管底有一帶電小球，整個裝置在垂直紙面向里且足夠大的勻強磁場中水平向右勻速運動，經過一段時間，小球從上端開口處飛出，若整個過程中小球所帶電量不變，則小球從開始至離開管口前的過程，下列說法中正確的是()A.小球所受洛倫茲力方向豎直向上B.小球運動的軌跡為拋物線C.洛倫茲力對小球做正功D.運動過程中小球的機械能守恒【答案】B【解析】整個裝置水平向右勻速運動，小球從上端開口處飛出，由左手定則可知，洛倫茲力方向總是與小球的速度方向垂直，洛侖茲力斜左上方，A錯誤；由牛頓第二定律得qvB－mg＝ma，解得a＝qvBm－g.小球的加速度不隨時間變化，恒定不變，故小球豎直方向做勻加速直線運動，水平方向做勻速直線運動，則小球運動軌跡是拋物線，B正確；洛倫茲力方向總是與小球的速度方向垂直，對小球不做功，C錯誤；由于小球受到玻璃管的作用力對小球做功，故小球的機械能不守恒，D錯誤6.(多選)如圖所示，兩個帶電粒子M和N，以相同的速度經小孔S垂直進入同一勻強磁場，運行的半圓軌跡如圖兩種虛線所示，下列表述正確的是()A.M帶負電，N帶正電B.M的質量大于N的質量C.M的帶電量小于N的帶電量D.M的運行時間不可能等于N的運行時間【答案】AD【解析】進入磁場時，M粒子所受的洛倫茲力方向向右，N的洛倫茲力方向向左，由左手定則判斷出M帶負電，N帶正電，故A正確；粒子在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力，則有qvB＝mv2r，軌跡半徑為r＝mvqB，由圖看出，M的軌跡半徑較大，而兩個粒子的速率相等，則知M粒子的比荷qm較小，但不能判斷它們電量和質量的大小，故B、C錯誤；由t＝πrv可知，綜合提升練7.(多選)如圖，正方形ABCD區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，甲、乙兩帶電粒子以相同的速度從A點沿與AB成30°角的方向垂直射入磁場.甲粒子從B點離開磁場，乙粒子垂直CD邊射出磁場，不計粒子重力，下列說法正確的是()A.甲粒子帶正電，乙粒子帶負電B.甲粒子的運動半徑是乙粒子運動半徑的23C.甲粒子的比荷是乙粒子比荷的23D.兩粒子在磁場中的運動時間相等【答案】AC【解析】根據左手定則可知，甲粒子帶正電，乙粒子帶負電，A正確；設正方形的邊長為a，則甲粒子的運動半徑為r1＝a，乙粒子的運動半徑為r2＝acos30°＝2a3，甲粒子的運動半徑是乙粒子運動半徑的32倍，B錯誤；根據qvB＝mv2r，解得qm＝vBr∝1r，則甲粒子的比荷是乙粒子比荷的23＝233倍，8.如圖所示，PQ為放在豎直平面的半圓弧的直徑，O為圓心，小球帶正電，以初速度v沿直徑水平拋出；甲圖中只受重力作用，乙圖中有豎直向下的勻強電場，丙圖中有垂直紙面向里的勻強磁場，丁圖中有垂直紙面向外的勻強磁場，小球能垂直落在圓弧弧面上的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁【答案】D【解析】平拋運動中，某時刻速度的反向延長線交于該段時間的水平位移的中點，在甲圖中，小球落在圓弧面上的水平位移一定小于直徑，所以小球落在M點速度的反向延長線與直徑PQ的交點N在O點的左側，而不是在O點，如圖所示.所以小球不能垂直落在圓弧上；乙圖中的小球做類平拋運動，同理也不能垂直落在圓弧上，A、B錯誤；根據左手定則，丙圖中小球受到向上的洛倫茲力作用，所以在重力和洛倫茲力的作用下，小球的運動軌跡比甲圖中要平緩些，圓弧面上的落點在M點的右側，所以相對于甲圖來說，丙圖中的小球落到圓弧面上時豎直速度減小，水平速度增大，小球速度的反向延長線與直徑PQ的交點在N點的左側，所以不能垂直落在圓弧面上，C錯誤；丁圖中的小球所受洛倫茲力向下，在重力和洛倫茲力的作用下，小球在圓弧面上的落點在M點的右側，所以相對于甲圖來說，小球在豎直方向的速度增大，水平方向的速度減小，小球速度的反向延長線與直徑PQ的交點在N點的右側，小球可以垂直落在圓弧面上，D正確.9.質量為m，帶電量為q的微粒，以速度v與水平方向成45°角進入勻強電場和勻強磁場同時存在的空間，如圖所示，微粒在電場、磁場、重力場的共同作用下做勻速直線運動，求：(1)電場強度的大小，該帶電粒子帶何種電荷；(2)磁感應強度的大小.解：(1)微粒做勻速直線運動，所受合力必為零，微粒受重力mg，電場力qE，洛倫茲力qvB，由此可知，微粒帶正電，受力如圖所示，qE＝mg，則電場強度E＝mgq，微粒帶正電(2)由于合力為零，則qvB＝2mg，所以B＝2mg10.用一根長L＝0.8m的絕緣輕繩，吊一質量m＝1.0g的帶電小球，放在磁感應強度為B＝2.5T、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，把小球拉到懸點的右側，輕繩剛好水平拉直，將小球由靜止釋放，小球便在垂直于磁場的豎直平面內擺動.當小球第一次擺到最低點時，懸線的拉力恰好為0.5mg(g取10m/s2).問：(1)小球帶何種電荷?帶電量為多少?(2)當小球第二次經過最低點時，懸線對小球的拉力多大?解：(1)根據左手定則可判斷小球帶負電.設小球第一次到達最低點時速度為v，則由