（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 2 第2節(jié) 磁場對運動電荷的作用練習(xí)（含解析）

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1、磁場對運動電荷的作用 1．速率相同的電子垂直磁場方向進(jìn)入四個不同的磁場，其軌跡照片如圖所示，則磁場最強的是(　　) 解析：選D.由qvB＝可得B＝.磁場最強的是對應(yīng)軌跡半徑最小，選項D正確． 2．(2019·溫州期末聯(lián)考)如圖是在有勻強磁場的云室中觀察到的帶電粒子的運動軌跡圖，帶電粒子沿軌跡由A點運動到B點．勻強磁場垂直于紙面向里．該粒子在運動過程中質(zhì)量和電荷量不變(不計粒子重力)，下列說法正確的是(　　) A．粒子的動能逐漸減小 B．粒子的動能不變 C．粒子帶正電 D．粒子在A點受到的洛倫茲力小于在B點受到的洛倫茲力 解析：選A.粒子在云室中從A運動到B時，運動半徑逐

2、漸減小，根據(jù)r＝，可知其速度逐漸減小，故粒子的動能逐漸減小，A正確，B錯誤；磁場垂直于紙面向里，粒子由A運動到B，所受洛倫茲力方向指向運動軌跡內(nèi)側(cè)；故由左手定則可知該粒子帶負(fù)電；由于粒子在B點的速度較小，根據(jù)F＝Bvq可知粒子在B點受到的洛倫茲力小于在A點受到的洛倫茲力，故C、D錯誤． 3．(2019·麗水檢測)質(zhì)譜儀主要由加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成，其原理圖如圖．設(shè)想有一個靜止的帶電粒子P(不計重力)，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，最后打到底片上的D點，設(shè)OD＝x，則圖中能正確反映x2與U之間函數(shù)關(guān)系的是(　　) 解析：選A.根據(jù)動能定理qU＝mv2得v

3、＝ .粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力提供向心力qvB＝m，則R＝.x＝2R＝ ，知x2∝U，故A正確，B、C、D錯誤． 4.(多選)(2019·金華檢測)如圖所示，速度不同的同種帶電粒子(重力不計)a、b沿半徑AO方向進(jìn)入一圓形勻強磁場區(qū)域，a、b兩粒子的運動軌跡分別為AB和AC，則下列說法中正確的是(　　) A．a(chǎn)、b兩粒子均帶正電 B．a(chǎn)粒子的速度比b粒子的速度大 C．a(chǎn)粒子在磁場中的運動時間比b粒子長 D．兩粒子離開磁場時的速度反向延長線一定都過圓心O 解析：選CD.粒子進(jìn)入磁場時所受的洛倫茲力向下，根據(jù)左手定則知，粒子均帶負(fù)電，故A錯誤．根據(jù)a、b的運動軌跡知，b的軌道半徑大于

4、a的軌道半徑，根據(jù)r＝知，b粒子的速度大于a粒子的速度，故B錯誤．a(chǎn)粒子在磁場中運動的圓心角大于b粒子在磁場中運動的圓心角，根據(jù)T＝知，兩粒子的周期相同，結(jié)合t＝ T知，a粒子在磁場中運動的時間大于b粒子在磁場中運動的時間，故C正確．進(jìn)入磁場區(qū)域時，速度方向指向圓心O，根據(jù)圓的對稱性可以知道，離開磁場時，速度一定背離圓心，故D正確． 5.(多選)(2019·舟山質(zhì)檢)如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上，有兩個質(zhì)量和電量均相同的正、負(fù)離子(不計重力)，從點O以相同的速度先后射入磁場中，入射方向與邊界成θ角，則正、負(fù)離子在磁場中(　　) A．運動時間相同 B．運動軌跡的半徑相同 C

5、．重新回到邊界時速度的大小和方向相同 D．重新回到邊界的位置與O點距離不相等 解析：選BC.粒子在磁場中運動周期為T＝，則知兩個離子圓周運動的周期相等．根據(jù)左手定則分析可知，正離子逆時針偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子順時針偏轉(zhuǎn)，重新回到邊界時正離子的速度偏轉(zhuǎn)角為2π－2θ，軌跡的圓心角也為2π－2θ，運動時間t＝T.同理，負(fù)離子運動時間t＝T，顯然時間不等，故A錯誤．根據(jù)牛頓第二定律得：qvB＝m得：r＝，由題意可知q、v、B大小均相同，則r相同，故B正確．正負(fù)離子在磁場中均做勻速圓周運動，速度沿軌跡的切線方向，根據(jù)圓的對稱性可知，重新回到邊界時速度大小與方向相同，故C正確．根據(jù)幾何知識得知重新回到邊界的位

6、置與O點距離x＝2rsin θ，r、θ相同，則x相同，故D錯誤． 【課后達(dá)標(biāo)檢測】 一、選擇題 1.(2019·浙江黃巖選考適應(yīng)性考試)兩個質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強磁場區(qū)域，其運動軌跡如圖．若不計粒子的重力，則下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電 B．a(chǎn)粒子在磁場中所受洛倫茲力較大 C．b粒子動能較大 D．b粒子在磁場中運動時間較長 答案：C 2.初速度為v0的電子，沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出，直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運動方向如圖所示，則(　　) A．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變

7、B．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變 C．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變 D．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變 答案：A 3.(2019·寧波質(zhì)檢)如圖所示，一個帶正電q的帶電體處于垂直于紙面向里的勻強磁場B中，帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平的絕緣面恰好沒有正壓力，則應(yīng)該(　　) A．將磁感應(yīng)強度B的值增大 B．使磁場以速率v＝向上運動 C．使磁場以速率v＝向右運動 D．使磁場以速率v＝向左運動 答案：D 4．(2019·嘉興高三選考科目教學(xué)測試)如圖所示，在邊長為2a的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，一個質(zhì)量為m、電荷量為－q的帶電粒子(重力不計)從AB邊的中點O以速度v進(jìn)入

8、磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與AB邊的夾角為60°，若要使粒子能從AC邊穿出磁場，則勻強磁場的磁感應(yīng)強度B需滿足(　　) A．B> B．B< C．B> D．B< 答案：B 5．(2019·嘉興月考)一傾角為θ的粗糙絕緣斜面放置在一個足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，將一個帶電的小物塊放在斜面上由靜止開始下滑如圖所示，設(shè)斜面足夠長，如物塊始終沒有離開斜面．則下列說法正確的是(　　) A．物塊帶正電 B．下滑過程中物塊受到的洛倫茲力做負(fù)功 C．物塊最終將靜止在斜面上 D．下滑過程中物塊的機械能守恒 解析：選A.物塊始終沒有離開斜面，洛倫茲力必然垂直于斜面

9、向下，由左手定則知，物塊帶正電，選項A正確；洛倫茲力始終垂直于速度，不做功，選項B錯誤；物塊最終將在斜面上做勻速直線運動，選項C錯誤；由于摩擦力做負(fù)功，下滑過程中物塊的機械能不守恒，選項D錯誤． 6.(2019·舟山高二期中)如圖所示，在屏MN的上方有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里．P為屏上的一個小孔．PC與MN垂直．一群質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子(不計重力)，以相同的速率v從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區(qū)域．粒子入射方向在與磁場B垂直的平面內(nèi)，且散開在與PC夾角為θ的范圍內(nèi)．則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長度為(　　) A. B. C. D. 解析：選D.

10、屏MN上被粒子擊中的區(qū)域離P點最遠(yuǎn)的距離x1＝2r＝，屏MN上被粒子擊中的區(qū)域離P點最近的距離x2＝2rcos θ＝，故在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長度為x1－x2＝，D正確． 7．(2019·“超級全能王”浙江省選考科目聯(lián)考)如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.在xOy平面內(nèi)，從原點O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子(重力不計)．則下列說法正確的是(　　) A．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越短 B．若v一定，θ越大，則粒子在離開磁場的位置距O點越遠(yuǎn) C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大 D．

11、若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短 解析：選A.由左手定則可知，帶正電的粒子向左偏轉(zhuǎn)．若v一定，θ越大，則粒子在磁場中運動的時間越短，選項A正確；若v一定，θ等于90°時，粒子在離開磁場的位置距O點最遠(yuǎn)，選項B錯誤；若θ一定，粒子在磁場中運動的周期與v無關(guān)，粒子在磁場中運動的角速度與v無關(guān)，粒子在磁場中運動的時間與v無關(guān)，選項C、D錯誤． 8．如圖所示，一個靜止的質(zhì)量為m，帶電量為q的帶電粒子(不計重力)，經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子打至P點，設(shè)OP＝x，能正確反映x與U之間函數(shù)關(guān)系的x－U圖為下列選項中的(　　) 解析：選B.帶電粒子經(jīng)加速

12、后進(jìn)入磁場中的動能mv2＝qU，在磁場中做圓周運動時有Bqv＝，R＝，則x＝2R＝，則B正確． 9．(2019·杭州調(diào)研)帶電粒子以初速度v0從a點垂直y軸進(jìn)入勻強磁場，如圖所示，運動中粒子經(jīng)過b點，Oa＝Ob，若撤去磁場加一個與y軸平行的勻強電場，仍以v0從a點垂直y軸進(jìn)入電場，粒子仍能通過b點，那么電場強度E與磁感應(yīng)強度B之比為(　　) A．v0 B．1 C．2v0 D. 解析：選C.設(shè)Oa＝Ob＝R，粒子的質(zhì)量、電量分別為m、q，在磁場中：qv0B＝ 在電場中：R＝at2＝ 聯(lián)立解得：＝2v0，故C正確． 二、非選擇題 10．(2019·紹興選考適應(yīng)性考試)如圖所示，

13、在某空間實驗室中，有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大反向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.10 T，磁場區(qū)域的半徑r＝ m，左側(cè)區(qū)域圓心為O1，磁場方向垂直紙面向里，右側(cè)區(qū)域圓心為O2，磁場方向垂直紙面向外，兩區(qū)域切點為C.今有質(zhì)量為m＝3.2×10－26 kg、帶電荷量為q＝－1.6×10－19 C的某種離子，從左側(cè)區(qū)域邊緣的A點以速度v＝106 m/s正對O1的方向垂直磁場射入，它將穿越C點后再從右側(cè)區(qū)域穿出．求： (1)該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間； (2)離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移距離為多大？(側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動的距離) 解析：(1

14、)離子在磁場中做勻速圓周運動，在左、右兩區(qū)域的運動軌跡是對稱的，如圖所示，設(shè)軌跡半徑為R，圓周運動的周期為T.由牛頓第二定律有qvB＝m，又T＝，聯(lián)立得R＝，T＝，代入數(shù)據(jù)可得R＝2 m．由軌跡圖知tan θ＝＝，即θ＝30°，則全段軌跡運動時間t＝2×T＝＝，代入數(shù)據(jù)，可得t＝4.19×10－6 s. (2)在圖中過O2點向AO1作垂線，根據(jù)運動軌跡的對稱關(guān)系可知側(cè)移距離為d＝2rsin 2θ＝2 m. 答案：(1)4.19×10－6 s　(2)2 m 11．(2019·麗水質(zhì)檢)如圖所示，在第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著兩勻強磁場，磁感應(yīng)強度均為B，方向相反，且都垂直

15、于xOy平面．一電子由P(－d，d)點，沿x軸正方向射入磁場區(qū)域 Ⅰ. (1)求電子能從第三象限射出的入射速度的范圍； (2)若電子從位置射出，求電子在磁場Ⅰ中運動的時間t； (3)求第(2)問中電子離開磁場Ⅱ時的位置坐標(biāo)． 解析：(1)能射入第三象限的電子臨界軌跡如圖1所示．電子偏轉(zhuǎn)半徑范圍為