2022年高考物理一輪復習 課時作業(yè)24 磁場對運動電荷的作用（含解析）

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1、2022年高考物理一輪復習 課時作業(yè)24 磁場對運動電荷的作用（含解析） 一、單項選擇題 1. 右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(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)．設(shè)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，下圖中哪種變化的磁場能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)(　　) 解析：要使電子束打在熒光屏上的位置由a點逐漸移動到b點，根據(jù)左手定則，能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的變化的磁場是圖A. 答案：A 2. 如圖所示，ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形，磁場垂直于紙面向外，比荷為

2、的電子以速度v0從A點沿AB方向射入，欲使電子能經(jīng)過BC邊，則磁感應(yīng)強度B的取值應(yīng)為(　　) A．B> B．B< C．B< D．B> 解析： 由題意，如圖所示，電子正好經(jīng)過C點，此時圓周運動的半徑R＝＝，要想電子從BC邊經(jīng)過，圓周運動的半徑要大于，由帶電粒子在磁場中運動的公式r＝，有<，即B<，C正確． 答案：C 3. 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，其運動軌跡如右圖．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

3、大 D．b粒子在磁場中運動時間較長 解析：由左手定則可知b粒子帶正電，a粒子帶負電，選項A錯誤；由于b粒子軌跡半徑較大，由r＝可知b粒子動能較大，b粒子在磁場中運動時間較短，選項C正確D錯誤；由于a粒子速度較小，所以a粒子在磁場中所受洛倫茲力較小，選項B錯誤． 答案：C 4. 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

4、 C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的角速度越大 D．若θ一定，v越大，則粒子在磁場中運動的時間越短 解析：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，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． 答案：A 5. 如圖所示，帶異種電荷的粒子a、b以相同的動能同時從O點射入寬度為d的有界勻強磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°，且同時到達P點．a(chǎn)、b兩粒

5、子的質(zhì)量之比為(　　) A．12 B．21 C．34 D．43 解析：根據(jù)粒子a、b動能相同，mav＝mbv；a粒子在磁場中運動軌跡半徑ra＝，b粒子在磁場中運動軌跡半徑rb＝d，粒子a在磁場中運動軌跡所對的圓心角為120°，軌跡弧長為sa＝＝，運動時間ta＝；b粒子在磁場中運動軌跡所對的圓心角為60°，軌跡弧長為sb＝＝，運動時間tb＝；聯(lián)立解得為a、b兩粒子的質(zhì)量之比為mamb＝34，選項C正確． 答案：C 二、多項選擇題 6. 如圖所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，不加磁場時，不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過此區(qū)域的時間為t.若加上磁感應(yīng)強度為B、水平

6、向外的勻強磁場，帶電粒子仍以原來的初速度入射，粒子飛出時偏離原方向60°，利用以上數(shù)據(jù)可求出(　　) 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 解析： 設(shè)磁場的寬度為l，粒子射入磁場的速度v＝，l未知，C錯誤；粒子運動的軌跡和圓心位置如圖所示．由幾何關(guān)系知，粒子做勻速圓周運動的半徑r＝l，因不知l，也無法求出半徑，D錯誤；又因為r＝，所以＝＝，粒子運動的周期T＝＝πt，A、B正確． 答案：AB 7. 如圖所示，兩個初速度大小相同的同種離子a和b，從O點沿垂直磁場方向進入勻強磁場，最后打到屏P上，不計重力．

7、下列說法正確的有(　　) A．a(chǎn)、b均帶正電 B．a(chǎn)在磁場中飛行的時間比b的短 C．a(chǎn)在磁場中飛行的路程比b的短 D．a(chǎn)在P上的落點與O點的距離比b的近 解析：由左手定則判斷可得a、b均帶正電，A正確；a、b兩離子進入磁場的初速度大小相同，電荷量、質(zhì)量相等，由r＝及T＝知運動半徑及周期相等，由題圖知b在磁場中運動半個圓周，a的運動大于半個圓周，分析可知a粒子運動軌跡長，運行時間長，落點與O點的距離近，B、C錯誤，D正確． 答案：AD 8. 如圖所示，在勻強磁場中有1和2兩個質(zhì)子在同一平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，軌道半徑r1>r2并相切于P點，設(shè)T1、T2，v1、v2，

8、a1、a2，t1、t2，分別表示1、2兩個質(zhì)子的周期，線速度，向心加速度以及各自從經(jīng)過P點算起到第一次通過圖中虛線MN所經(jīng)歷的時間，則(　　) A．T1＝T2 B．v1＝v2 C．a(chǎn)1>a2 D．t1r2，則v1>v2，B錯誤；由a＝，T＝，得a＝v，則a1>a2，C正確；又兩質(zhì)子的周期相同，由圖知質(zhì)子1從經(jīng)過P點算起到第一次通過圖中虛線MN所轉(zhuǎn)過的圓心角比質(zhì)子2小，則t1

9、，磁感應(yīng)強度為B.一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度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，不計電子之間相互作用力及所受的重力，求： (1)電子在磁場中運動軌跡的半徑R； (2)電子在磁場中運動的時間t； (3)圓形磁場區(qū)域的半徑r. 解析：(1)由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 evB＝ 解得R＝ (2)設(shè)電子做勻速圓周運動的周期為T，則T＝＝ 由如圖所示的幾何關(guān)系得圓心角α＝θ 所以t＝T＝ (3)由如圖所示幾何關(guān)系可知， tan＝ 解得r＝tan 答案：(1)　(2)　(3)tan 10. 一個質(zhì)量m＝

10、0.1 g的小滑塊，帶有q＝5×10－4 C的電荷量，放置在傾角α＝30°的光滑斜面上(斜面絕緣)，斜面置于B＝0.5 T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，其斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面．求： (1)小滑塊帶何種電荷？ (2)小滑塊離開斜面的瞬時速度多大？ (3)該斜面的長度至少多長？ 解析：(1)小滑塊沿斜面下滑過程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛倫茲力F.若要小滑塊離開斜面，洛倫茲力F方向應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶負電荷． (2)小滑塊沿斜面下滑時，垂直斜面方向的加速度為零，有 qvB＋FN－mgcos

11、α＝0. 當FN＝0時，小滑塊開始脫離斜面，此時，qvB＝mgcosα，得 v＝＝m/s＝2 m/s. (3)下滑過程中，只有重力做功，由動能定理得 mgxsinα＝mv2， 斜面的長度至少應(yīng)是 x＝＝m＝1.2 m. 答案：(1)負電荷　(2)2 m/s　(3)1.2 m 11. 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.(電子質(zhì)量為m，電量為e，sin53°＝4/5) (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(0，)

12、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． 解析： (1)能射入第三象限的電子臨界軌跡如圖所示．電子偏轉(zhuǎn)半徑范圍為