高考物理一輪復(fù)習(xí)：第9單元磁場作業(yè)正文

課時(shí)作業(yè)（二十四）第24講磁場的描述磁場對電流的作用

時(shí)間/40分鐘

■基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)

1.［2016?北京卷］中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁

石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感

線分布示意如圖K24-1所示.結(jié)合上述材料,下列說法不正確的是（）

地軸

圖K24-1

A.地理南、北極與地磁場的南、北極不重合

B.地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近

C.地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行

D.地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用

41/1

圖K24-2

2.［人教版選修3-1改編］如圖K24-2所示,兩平行直導(dǎo)線cd和ef豎直放置，通以方向相

反、大小相等的電流,a、b兩點(diǎn)位于兩導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，則（）

A.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零

B.ef導(dǎo)線在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里

C.cd導(dǎo)線受到的安培力方向向右

D.同時(shí)改變兩導(dǎo)線的電流方向,3導(dǎo)線受到的安培力方向不變

圖K24-3

3.[2018?梅州月考]如圖K24-3所示，兩個(gè)完全相同的通電圓環(huán)A、B的圓心。重合且

圓面相互垂直放置，通電電流大小相等，電流方向如圖所示，設(shè)每個(gè)圓環(huán)在其圓心。處獨(dú)

立產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為80,則。處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）

A.OB.2Bo

C.y/2BoD.無法確定

圖K24-4

4.[2018?成都檢測]一直導(dǎo)線ab平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方，如圖

K24-4所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運(yùn)動(dòng)且通以由a到b的電流，則關(guān)于導(dǎo)線ab受磁場

力后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是（）

A.從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管

B.從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管

C.從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并遠(yuǎn)離螺線管

D.從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)并靠近螺線管

圖K24-5

5.[2018?海南卷]如圖K24-5所示，一絕緣光滑固定斜面處于勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上，通有電流/的金屬細(xì)桿水平靜止在斜面上.若電流

變?yōu)?.5/,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?B,電流和磁場的方向均不變,則金屬細(xì)桿將（）

A.沿斜面加速上滑B.沿斜面加速下滑

C.沿斜面勻速上滑D.仍靜止在斜面上

圖K24-6

6.如圖K24-6所示，某區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8.一正

方形剛性線圈邊長為L,匝數(shù)為n,線圈平面與磁場方向垂直，線圈一半在磁場內(nèi).某時(shí)刻,

線圈中通有大小為/的電流，則此時(shí)線圈所受安培力的大小為（）

A.0BILB.nBIL

C.nBILD.y^nBIL

?技能提升

①

左右

1A2A1A

b

圖K24-7

7.（多選）如圖K24-7所示,在同一平面內(nèi)有①、②、③三根等間距平行放置的長直導(dǎo)線,

通入的電流分別為1A、2A、1A,②的電流方向?yàn)長d且受到安培力的合力方向水平

向右，則（）

A.①的電流方向?yàn)閍-b

B.③的電流方向?yàn)?/p>

C.①受到安培力的合力方向水平向左

D.③受到安培力的合力方向水平向左

8.質(zhì)量為m,長為L的直導(dǎo)體棒放置于四分之一光滑圓弧軌道上,整個(gè)裝置處于豎直向

上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中，直導(dǎo)體棒中通有恒定電流，平衡時(shí)導(dǎo)體棒與圓弧圓

心的連線與豎直方向成60°角,其截面圖如圖K24-8所示,重力加速度為g.關(guān)于導(dǎo)體棒

中電流，下列分析正確的是（）

pmg

A.導(dǎo)體棒中電流垂直于紙面向外,大小為一寸

Fmg

B.導(dǎo)體棒中電流垂直于紙面向外次小為38/

C.導(dǎo)體棒中電流垂直于紙面向里,大小為一才

?ng

D.導(dǎo)體棒中電流垂直于紙面向里,大小為3RL

9.（多選）如圖K24-9甲所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置,間距為L,其間有豎直向下的勻

強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直于導(dǎo)軌放置一根均勻金屬棒.從t=0時(shí)刻起，棒上有如圖乙

所示的持續(xù)交變電流/,周期為7,最大值為/m,圖甲中/所示方向?yàn)殡娏髡较?，則金屬棒

（）

圖K24-9

A.一直向右移動(dòng)

B.速度隨時(shí)間周期性變化

C.受到的安培力隨時(shí)間周期性變化

D.受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功

10.（2018四川雙流中學(xué)模擬］如圖K24-10所示，水平金屬導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒ab接觸良好且

電阻均忽略不計(jì)，外加勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面成。=53°角,細(xì)線對ab棒的拉力沿水平方

向,不計(jì)一切摩擦.現(xiàn)適當(dāng)增加重物G的重力，需同時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R以保證ab棒始

終處于靜止?fàn)顟B(tài)，在此過程中（）

圖K24-10

A.需將滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭P向左滑

B.A點(diǎn)電勢降低

C.ab棒受到的安培力方向始終水平向左

D.ab棒受到的安培力的大小始終等于重物G的重力

1L音圈電機(jī)是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特殊電動(dòng)機(jī).圖K24-11是某音圈電機(jī)的

原理示意圖,它由一對正對的磁極和一個(gè)正方形剛性線圈構(gòu)成，線圈邊長為L,匝數(shù)為n,

磁極正對區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向垂直于線圈平面豎直向下,區(qū)域外的磁場

忽略不計(jì)，線圈左邊始終在磁場外，右邊始終在磁場內(nèi)，前、后兩邊在磁場內(nèi)的長度始終

相等.某時(shí)刻線圈中電流從P流向Q,大小為/.

⑴求此時(shí)線圈所受安培力的大小和方向；

⑵若此時(shí)線圈水平向右運(yùn)動(dòng)的速度大小為V,求安培力的功率.

R

圖K24-11

■挑戰(zhàn)自我

12.一質(zhì)量m=0.05kg的金屬條擱在相距d=0.02m的兩金屬軌道上，如圖K24-12所示.現(xiàn)

B

讓金屬條以v0=Vm/s的初速度從AA進(jìn)入水平軌道，再由CU進(jìn)入半徑r=0.05m的豎直

圓軌道，完成圓周運(yùn)動(dòng)后，再回到水平軌道上.整個(gè)軌道除圓軌道光滑外，其余均粗糙，運(yùn)

動(dòng)過程中金屬條始終與軌道垂直.由外電路控制，使流過金屬條的電流大小始終為/=5A,

方向如圖所示.整個(gè)軌道處于水平向右的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,A,C間的距離

L=0.2m,金屬條恰好能完成豎直面里的圓周運(yùn)動(dòng).（g取10m/s2）

⑴求金屬條到達(dá)豎直圓軌道最高點(diǎn)的速度大??；

⑵求金屬條與水平粗糙軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

⑶若將CU右側(cè)0.06m處的金屬軌道在DD'向上垂直彎曲（彎曲處無能量損失）,試求金

屬條能上升的最大高度.

圖K24-12

課時(shí)作業(yè)（二十五）第25講磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用

時(shí)間/40分鐘

■基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)

1.[2018?河北定州中學(xué)模擬]關(guān)于電荷所受電場力和洛倫茲力，下列說法正確的是

（）

A.電荷在磁場中一定受洛倫茲力作用

B.電荷在電場中一定受電場力作用

C.電荷所受的電場力一定與該處的電場方向一致

D.電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場方向垂直

勵(lì)磁線圈

圖K25-1

2.（多選）如圖K25-1所示,物理課堂教學(xué)中的洛倫茲力演示儀由勵(lì)磁線圈、玻璃泡、電

子槍等部分組成.勵(lì)磁線圈是一對彼此平行的共軸的圓形線圈，兩線圈之間能產(chǎn)生勻強(qiáng)

磁場.玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體，電子槍在加速電壓下發(fā)射電子,電子束通過泡內(nèi)氣體

時(shí)能夠顯示出電子運(yùn)動(dòng)的徑跡.若電子槍垂直磁場方向發(fā)射電子，給勵(lì)磁線圈通電后,

能看到電子束的徑跡呈圓形.若只增大電子槍的加速電壓或勵(lì)磁線圈中的電流,下列說

法正確的是（）

A.增大電子槍的加速電壓，電子束的軌道半徑變大

B.增大電子槍的加速電壓，電子束的軌道半徑不變

C.增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束的軌道半徑變小

D.增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束的軌道半徑不變

XXaXXX

xxXxAxX

xxxlxX

XxX4XX

圖K25-2

3.[2018?江西五校聯(lián)考]一個(gè)帶電粒子沿垂直于磁場的方向射入一勻強(qiáng)磁場.粒子的一

段徑跡如圖K25-2所示，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?從圖中情況可以確定（)

A.粒子從a運(yùn)動(dòng)到b,帶正電

B.粒子從a運(yùn)動(dòng)到b,帶負(fù)電

C.粒子從b運(yùn)動(dòng)到a,帶正電

D.粒子從b運(yùn)動(dòng)到a,帶負(fù)電

4.已知a粒子（即氫原子核）質(zhì)量約為質(zhì)子的4倍，帶正電荷，電荷量為元電荷的2倍.質(zhì)

子和a粒子在同一勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列說法正確的是（）

A.若它們的動(dòng)量大小相同，則質(zhì)子和a粒子的運(yùn)動(dòng)半徑之比約為2；1

B.若它們的速度大小相同，則質(zhì)子和a粒子的運(yùn)動(dòng)半徑之比約為1：4

C.若它們的動(dòng)能大小相同，則質(zhì)子和a粒子的運(yùn)動(dòng)半徑之比約為1：2

D.若它們由靜止經(jīng)過相同的加速電場加速后垂直進(jìn)入磁場，則質(zhì)子和a粒子的運(yùn)動(dòng)半

徑之比約為1；2

圖K25-3

5.[2018?衡陽聯(lián)考]如圖K25-3所示，矩形虛線框MNPQ內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直

于紙面向里。、b、c是三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子,它們從PQ邊上的中點(diǎn)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(yùn)動(dòng)軌跡,粒子重力不計(jì).下

列說法正確的是（）

A.粒子a帶負(fù)電

B.粒子c的動(dòng)能最大

C.粒子b在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長

D.粒子b在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力最大

?技能提升

XvxX

X、

XXX

XXXX

XX

XX

XX

XX

圖K25-4

6.如圖K25-4所示，一質(zhì)量為6、帶電荷量為q的粒子以速度v垂直射入一有界勻強(qiáng)磁

場區(qū)域內(nèi),速度方向跟磁場左邊界垂直，從右邊界離開磁場時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)角4=30°,

磁場區(qū)域的寬度為&則下列說法正確的是（）

A.該粒子帶正電

B.磁感應(yīng)強(qiáng)度8=2dq

C.粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=d

nd.

D.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

圖K25-5

7.（多選）［2018泗川五校聯(lián)考］如圖K25-5所示，在x>0,y>0的空間中有恒定的勻強(qiáng)磁場,

磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為8,方向垂直于xOy平面向里.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（未畫出）沿著與x軸成30°角的方向射入磁場，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.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為

C.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為qb

D.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能為6q8

AFOG

圖K25-6

8.（多選）［2018?甘肅平?jīng)鲑|(zhì)檢］如圖K25-6所示八8cA為一半圓形的有界勻強(qiáng)磁場邊

界,0為圓心,F、G分別為半徑OA和OC的中點(diǎn),。、E點(diǎn)位于邊界圓弧上，且DF//EG//

80.現(xiàn)有三個(gè)相同的帶電粒子（不計(jì)重力）以相同的速度分別從8、D、E三點(diǎn)沿平行B。

方向射入磁場，其中由8點(diǎn)射入磁場的粒子1恰好從C點(diǎn)射出，由D、E兩點(diǎn)射入的粒子

2和粒子3從磁場某處射出,則下列說法正確的是（）

A.粒子2從。點(diǎn)射出磁場

B.粒子3從C點(diǎn)射出磁場

C.粒子1、2、3在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為3..2.'3

D.粒子2、3經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)角相同

XXX

圖K25-7

9.（多選）如圖K25-7所示/。8是一邊界為圓的勻強(qiáng)磁場,。點(diǎn)為圓心,D點(diǎn)為邊界

OB的中點(diǎn),C點(diǎn)為邊界上一點(diǎn)，且CD〃八。.現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的帶電粒子以相同的速度

射入磁場（不計(jì)粒子重力），其中粒子1從八點(diǎn)正對圓心射入，恰從B點(diǎn)射出，粒子2從C

點(diǎn)沿CD射入，從某點(diǎn)離開磁場，則可判斷（）

A.粒子2在AB圓弧之間某點(diǎn)射出磁場

B.粒子2一定在B點(diǎn)射出磁場

C.粒子1與粒子2在磁場中的運(yùn)行時(shí)間之比為3：2

D.粒子1與粒子2的速度偏轉(zhuǎn)角度相同

■挑戰(zhàn)自我

10.（多選）如圖K25-8所示，在真空中,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻

強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一束質(zhì)子在紙面內(nèi)以相同的速度射向磁場區(qū)域,質(zhì)子的電荷量

eBR

為e,質(zhì)量為速度為片丁,則以下說法正確的是（）

A.對著圓心入射的質(zhì)子的出射方向的反向延長線一定過圓心

B.從a點(diǎn)比從b點(diǎn)進(jìn)入磁場的質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間短

C.所有質(zhì)子都在磁場邊緣同一點(diǎn)射出磁場

eBR

D.若質(zhì)子以相等的速率從同一點(diǎn)沿各個(gè)方向射入磁場，則它們離開磁場的出射

方向可能垂直

11.如圖K25-9所示,A點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為L,坐標(biāo)平面內(nèi)有邊界過A點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)。

的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向里.有一電子（質(zhì)量為m,電荷量為e）

從A點(diǎn)以初速度囪平行于x軸正方向射入磁場區(qū)域,在磁場中運(yùn)動(dòng)，從x軸上的B點(diǎn)射

出磁場區(qū)域，此時(shí)速度方向與x軸的正方向之間的夾角為60°,求：

⑴磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；

⑵磁場區(qū)域的圓心。1的坐標(biāo)；

⑶電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

y

?0

B：r

060。J

圖K25-9

12.（2018?天津紅橋區(qū)模擬］邊長為L的等邊三角形OAB區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的

勻強(qiáng)磁場,在紙面內(nèi)從O點(diǎn)沿紙面向磁場區(qū)域AO8各個(gè)方向同時(shí)射入質(zhì)量為m、電荷

量為q的帶正電的粒子,所有粒子的速率均為如圖K25-10所示，沿。8方向射入的粒

子從八8邊的中點(diǎn)C射出，不計(jì)粒子之間的相互作用和重力的影響，已知sin35°^0.577.

⑴勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;

⑵帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間;

⑶沿。8方向射入的粒子從八B邊的中點(diǎn)C射出時(shí)，還在磁場中運(yùn)動(dòng)的粒子占所有粒子

的比例.

圖K25-10

專題訓(xùn)練（七）A專題七帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

時(shí)間/40分鐘

■基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)

8

LX飛XXX

xX4為XXX

XXXXXX

圖Z7-1

L【人教版選修3-1改編］如圖Z7-1所示，一束質(zhì)量、速度和電荷量不全相等的離子經(jīng)過

由正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成的速度選擇器后，進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場中并分離為

A、B兩束.下列說法正確的是()

A.組成R束和B束的離子都帶負(fù)電

B.組成4束和B束的離子質(zhì)量一定不同

C.A束離子的比荷大于B束離子的比荷

D.速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外

圖Z7-2

2.如圖Z7-2所示,a、b是兩個(gè)勻強(qiáng)磁場邊界上的兩點(diǎn)，左邊勻強(qiáng)磁場的磁感線垂直于紙

面向里，右邊勻強(qiáng)磁場的磁感線垂直于紙面向外，兩邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.電荷量

為2e的正離子以某一速度從a點(diǎn)垂直磁場邊界向左射出，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，擊中并吸

收了一個(gè)處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子，不計(jì)正離子和電子的重力且忽略正離子和電子間的相

互作用，電子質(zhì)量遠(yuǎn)小于正離子質(zhì)量，則它們在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡是圖Z7-3中的

()

CD

圖Z7-3

圖Z7-4

3.（多選）［2018?德州期末］圖Z7-4是一個(gè)回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金

屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連.現(xiàn)分別加速笊核H）和

氯核He）,下列說法中正確的是（）

A.它們的最大速度相同

B.它們的最大動(dòng)能相同

C.兩次所接高頻電源的頻率相同

D.僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動(dòng)能

±un

U：s,

不事

、，

圖Z7-5

4.［2018?山西五校聯(lián)考］質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具.圖

Z7-5中的鉛盒八中的放射源放出一帶正電粒子（可認(rèn)為初速度為零）,從狹縫Si進(jìn)入電

壓為U的加速電場區(qū)加速后，再通過狹縫S2從小孔G垂直于MN射入偏轉(zhuǎn)磁場，該偏轉(zhuǎn)

磁場是以直線M/V為切線、磁感應(yīng)強(qiáng)度為8、方向垂直于紙面向外、半徑為R的圓形

勻強(qiáng)磁場.現(xiàn)在M/V上的F點(diǎn)（圖中未畫出）接收到該粒子，且GF=9R,則該粒子的比荷為

（粒子的重力忽略不計(jì)）（）

A.B.

c.D.

■技能提升

5.（多選）如圖Z7-6所示，在xOy坐標(biāo)系中,y>0的范圍內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,

在y<0的范圍內(nèi)存在著垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場（未畫出）.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為

-q（重力不計(jì)）的帶電粒子以初速度由斜沿x軸正方向）從y軸上的a點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)動(dòng)一段

時(shí)間后，恰好從x軸上的d點(diǎn)第一次進(jìn)入磁場,然后從0點(diǎn)第一次離開磁場.已知

0a=L,0d=2L,^（）

0dx

圖Z7-6

2

A.電場強(qiáng)度E=QL

2

B.電場強(qiáng)度￡=五匚

mv0

C.磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=~OL~

D.磁場方向垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2QL

6.如圖Z7-7所示，在第〃象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E,在第/、W

象限內(nèi)分別存在如圖所示方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.有一個(gè)帶電粒子以垂

直于x軸的初速度V。從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場中，并且恰好與y軸的正方向成45°

角進(jìn)入磁場,又恰好垂直于x軸進(jìn)入第“象限的磁場.已知。、P之間的距離為&則帶電

粒子在磁場中第二次經(jīng)過x軸時(shí)，在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為（）

y

￡r................................

火f；...................................

POXXXXXXXXXXXXXx

xxxxxxxxxxxxx

XXXXXXXXXXXXX

xxxxxxxxxxxxx

圖Z7-7

d

A.Bvn（2+5n）

色（2+豹色（2+當(dāng)

Sn'2/D.vnV2/

■挑戰(zhàn)自我

0

圖Z7-8

7.（多選）如圖Z7-8所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面、磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)的勻強(qiáng)磁場，帶電粒子可在環(huán)中做圓周運(yùn)動(dòng)乂、B為兩塊中心開有小孔

的距離很近的極板，原來電勢均為零，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過A板準(zhǔn)備進(jìn)入A、B之間時(shí)酒

板電勢升高為+U,8板電勢仍保持為零,粒子在兩板間的電場中得到加速;每當(dāng)粒子離開

B板時(shí),A板電勢又降為零,粒子在電場的加速下動(dòng)能不斷增大，而在環(huán)形磁場中繞行半

徑不變.若粒子通過小B板的時(shí)間不可忽略，能定性反映A板電勢U和環(huán)形區(qū)域內(nèi)的

磁感應(yīng)強(qiáng)度8隨時(shí)間t變化的關(guān)系的是圖Z7-9中的（）

BB

010t

CD

圖Z7-9

8.如圖Z7-10所示,圓柱形區(qū)域截面圓的半徑為R,在區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場;對稱放置的三個(gè)電容器相同，極板間距為&極板間電壓為U,

與磁場相切的極板在切點(diǎn)處均有一小孔.一帶電粒子質(zhì)量為m,帶電荷量為+q,從某電容

器極板下（緊貼極板）的M點(diǎn)由靜止釋放,M點(diǎn)在小孔a的正上方,若經(jīng)過一段時(shí)間后,

帶電粒子又恰好返回M點(diǎn)，不計(jì)帶電粒子所受重力，求：

⑴帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑；

（2）。與B所滿足的關(guān)系式；

⑶帶電粒子由靜止釋放到再次返回M點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間.

圖Z7-10

9.如圖Z7-11所示，在xOy直角坐標(biāo)系中，第/象限內(nèi)分布著方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)

磁場，第〃象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場.初速度為零、帶電荷量為+q、

質(zhì)量為m的粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從x軸上的A點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入磁場區(qū)域,

經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后過y軸上的P點(diǎn)且垂直y軸進(jìn)入電場區(qū)域,在電場中偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的

C點(diǎn).已知OA=OC=d.求電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.（粒子的重力不計(jì)）

圖Z7-11

專題訓(xùn)練（七）B專題七帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

時(shí)同/40分鐘

1.如圖Z7-12所示為質(zhì)譜儀的示意圖.速度選擇器部分的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E=1.2X

ltAz/m,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為&=0.6T；偏轉(zhuǎn)分離器的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2=0.8T.

已知質(zhì)子質(zhì)量為1.67X10-27kg,^：

⑴能沿直線通過速度選擇器的粒子的速度大小.

⑵質(zhì)子和笊核以相同速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)分離器后打在照相底片上的點(diǎn)之間的距離讓

圖Z7-12

2.回旋加速器的工作原理如圖Z7-13甲所示，置于真空中的兩D形金屬盒半徑均為R,

兩盒間狹縫的間距為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直,被加速粒子的質(zhì)量為

27THI

m,電荷量為+q,加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為Uo,周期丁=行.一

束該種粒子在t=0三時(shí)間內(nèi)從4處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零.現(xiàn)考慮粒子在狹

縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運(yùn)動(dòng)，不考慮粒子間的相

互作用.求：

⑴出射粒子的動(dòng)能區(qū)；

⑵粒子從飄入狹縫至動(dòng)能達(dá)到Ek所需的總時(shí)間to.

3.如圖Z7-14所示，平面直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，在x=0和x=L間范圍內(nèi)分布著勻強(qiáng)磁場

和勻強(qiáng)電場,磁場的下邊界AP與y軸負(fù)方向成45°角,其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,電場上

邊界為x軸，其電場強(qiáng)度大小為￡現(xiàn)有一束包含著各種速率的同種帶負(fù)電粒子由A點(diǎn)

q_

垂直于y軸射入磁場，帶電粒子的比荷為嬴粒子重力不計(jì),一部分粒子通過磁場偏轉(zhuǎn)后

由邊界4P射出并進(jìn)入電場區(qū)域.

⑴求能夠由AP邊界射出的粒子的最大速率；

⑵粒子在電場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后由y軸射出電場，求射出點(diǎn)與原點(diǎn)的最大距離.

圖Z7-14

4.如圖Z7-15所示，空間內(nèi)存在著范圍足夠大的相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場（未畫

出），其中勻強(qiáng)電場沿V軸負(fù)方向，勻強(qiáng)磁場垂直于xOy平面向里.圖中虛線框內(nèi)為由粒子

源S和電壓為U。的加速電場組成的裝置，其出口位于。點(diǎn),并可作為一個(gè)整體在紙面內(nèi)

繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).粒子源S不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（初速度不計(jì)）,經(jīng)電場

加速后從。點(diǎn)射出，且沿x軸正方向射出的粒子恰好能沿直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)粒子的重力及

彼此間的作用力,粒子從。點(diǎn)射出前的運(yùn)動(dòng)不受外界正交電場、磁場的影響.

⑴求粒子從。點(diǎn)射出時(shí)速度v的大小；

⑵若只撤去磁場，從。點(diǎn)沿x軸正方向射出的粒子剛好經(jīng)過坐標(biāo)為（八萬）的N點(diǎn)，求勻

強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大??；

⑶若只撤去電場，要使粒子能夠經(jīng)過坐標(biāo)為（。0）的P點(diǎn)，粒子應(yīng)從。點(diǎn)沿什么方向射出？

?r

'0

尿心*）

圖Z7-15

5.如圖Z7-16甲所示，在真空中,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于

紙面向外在磁場左側(cè)有一對平行金屬板M.N,兩板間距離也為R,板長為。板的中心

線。1。2與磁場的圓心。在同一直線上.置于。1處的粒子發(fā)射源可連續(xù)以速度囪沿兩

板的中心線”。2發(fā)射電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子（不計(jì)粒子重力）,M、N

兩板不加電壓時(shí)，粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好從圓心。的正下方P點(diǎn)離開磁場;若在M、N

L

板間加如圖乙所示交變電壓UMN,交變電壓的周期為E?,t=O時(shí)刻入射的粒子恰好貼著

N板右側(cè)射出.

⑴求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（2）求電壓區(qū)的值；

⑶若粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長、最短時(shí)間分別為ti、則它們的差值為多大？

圖Z7-16

專題訓(xùn)練（八）專題八帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)

時(shí)間/40分鐘

■基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)

l.［2018?江蘇泰州月考］如圖Z8-1所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為8、方向

垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一束粒子流以速度v水平射入.為使粒子流經(jīng)過磁場時(shí)不

偏轉(zhuǎn)（不計(jì)重力），則磁場區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場，關(guān)于此電場場強(qiáng)大小和方

向的說法中，正確的是（）

???<

TB

圖Z8-1

A.大小為粒子帶正電時(shí)，方向向上

B.大小為工,粒子帶負(fù)電時(shí)，方向向上

C.大小為8%方向向下，與粒子帶何種電荷無關(guān)

D.大小為8%方向向上，與粒子帶何種電荷無關(guān)

2.（多選）［2018?浙江三校模擬］如圖Z8-2所示,空間中存在正交的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁

場8（勻強(qiáng)電場水平向右），在豎直平面內(nèi)從a點(diǎn)沿ab、ac方向拋出兩帶電小球（不考慮

兩球的相互作用，兩球電荷量始終不變）.關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）

?B?~~<

圖Z8-2

A.沿ab、ac方向拋出的帶電小球都可能做直線運(yùn)動(dòng)

B.只有沿ab拋出的帶電小球才可能做直線運(yùn)動(dòng)

C.若有小球能做直線運(yùn)動(dòng),則它一定做勻速運(yùn)動(dòng)

D.兩小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能均守恒

3.（多選）［2018?甘肅天水質(zhì)檢］如圖Z8-3所示，虛線間存在由勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成

的正交或平行的電場和磁場（圖中實(shí)線為電場線），有一個(gè)帶正電小球（電荷量為+q,質(zhì)量

為m）從正交或平行的電磁復(fù)合場上方的某一高度自由落下，則帶電小球可能沿直線通

過的是（）

圖Z8-3

4.[2018?南昌三校聯(lián)考]如圖Z8-4所示，有一厚度為h、寬度為d的金屬導(dǎo)體，當(dāng)磁場方

向與電流方向垂直時(shí)，在導(dǎo)體上、下表面會(huì)產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).下列說

法正確的是（）

圖Z8-4

A.上表面的電勢高于下表面的電勢

B.僅增大力時(shí)，上、下表面的電勢差增大

C.僅增大d時(shí)，上、下表面的電勢差減小

D.僅增大電流/時(shí)，上、下表面的電勢差減小

?技能提升

圖Z8-5

5.（多選）在如圖Z8-5所示的空間直角坐標(biāo)系所在的區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電

場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場.已知從坐標(biāo)原點(diǎn)。沿x軸正方向射入的帶正電的小

球（小球所受的重力不可忽略）在穿過此區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則可以判斷此區(qū)域中E和B

的方向可能是（）

A.E和B都沿y軸的負(fù)方向

B.E和B都沿x軸的正方向

C.E沿z軸正方向,8沿y軸負(fù)方向

D.E沿z軸正方向,8沿x軸負(fù)方向

6.（多選）［2018?杭州師大附中月考］質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的小球套在水平固定且

足夠長的絕緣桿上，如圖Z8-6所示,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為8、方向垂直于紙面向

里的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)給球一個(gè)水平向右的初速度Vo使其開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，重力

加速度為g,則球運(yùn)動(dòng)克服摩擦力做的功可能是（）

xv0XXXBX

=O

XXXXX

圖Z8-6