（通用版）2021版高考物理大一輪復習 課后限時集訓26 磁場對運動電荷的作用

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1、課后限時集訓26磁場對運動電荷的作用建議用時：45分鐘1在陰極射線管中電子流方向由左向右，其上方放置一根通有如圖所示電流的直導線，導線與陰極射線管平行，則陰極射線將會()A向上偏轉B向下偏轉C向紙內(nèi)偏轉D向紙外偏轉B由題意可知，直線電流的方向由左向右，根據(jù)安培定則，可判定直導線下方的磁場方向為垂直紙面向里，而陰極射線電子運動方向由左向右，由左手定則知(電子帶負電，四指要指向其運動方向的反方向)，陰極射線將向下偏轉，故B選項正確。2(多選)帶電油滴以水平速度v0垂直進入磁場，恰做勻速直線運動，如圖所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應強度為B，則下述說法正確的是()A油滴必帶正電荷，電荷量為B油滴必帶正電

2、荷，比荷C油滴必帶負電荷，電荷量為D油滴帶什么電荷都可以，只要滿足qAB油滴水平向右勻速運動，其所受洛倫茲力方向必向上，與重力平衡，故帶正電，其電荷量q，油滴的比荷為，A、B項正確。3(2019大慶模擬)如圖所示，MN為兩個勻強磁場的分界面，兩磁場的磁感應強度大小的關系為B12B2，一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子從O點垂直MN進入B1磁場，則經(jīng)過多長時間它將向下再一次通過O點()A B C DB粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，由周期公式T知，粒子從O點進入磁場到再一次通過O點的時間t，所以選項B正確。4(多選)如圖所示為一個質(zhì)量為m、電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的粗糙細桿上自由滑動，細桿處在

3、磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，圓環(huán)以初速度v0向右運動直至處于平衡狀態(tài)，則圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為()A0 Bmv C DmABD若圓環(huán)所受洛倫茲力等于重力，圓環(huán)對粗糙細桿壓力為零，摩擦力為零，圓環(huán)克服摩擦力做的功為零，選項A正確；若圓環(huán)所受洛倫茲力不等于重力，圓環(huán)對粗糙細桿壓力不為零，摩擦力不為零，若開始圓環(huán)所受洛倫茲力小于重力，則圓環(huán)一直減速到速度為零，由動能定理可得圓環(huán)克服摩擦力做的功為mv，選項B正確；若開始圓環(huán)所受洛倫茲力大于重力，則減速到洛倫茲力等于重力時圓環(huán)達到穩(wěn)定，穩(wěn)定速度v，由動能定理可得圓環(huán)克服摩擦力做的功為Wmvmv2m，選項C錯誤，D正確。5如圖所

4、示，直線OP上方分布著垂直紙面向里的勻強磁場，從粒子源O在紙面內(nèi)沿不同的方向先后發(fā)射速率均為v的質(zhì)子1和2，兩個質(zhì)子都過P點。已知OPa，質(zhì)子1沿與OP成30角的方向發(fā)射，不計質(zhì)子的重力和質(zhì)子間的相互作用力，則()A質(zhì)子1在磁場中運動的半徑為aB質(zhì)子2在磁場中的運動周期為C質(zhì)子1在磁場中的運動時間為D質(zhì)子2在磁場中的運動時間為B根據(jù)題意作出質(zhì)子運動軌跡如圖所示：由幾何知識可知，質(zhì)子在磁場中做圓周運動的軌道半徑：ra，故A錯誤；質(zhì)子在磁場中做圓周運動的周期：T，故B正確；由幾何知識可知，質(zhì)子1在磁場中轉過的圓心角：160，質(zhì)子1在磁場中的運動時間：t1TT，故C錯誤；由幾何知識可知，質(zhì)子2在磁場

5、中轉過的圓心角：2300，質(zhì)子2在磁場中的運動時間：t2T，故D錯誤。6(2019重慶市上學期期末抽檢)如圖所示，在0x3a的區(qū)域內(nèi)存在與xOy平面垂直的勻強磁場，磁感應強度大小為B。在t0時刻，從原點O發(fā)射一束等速率的相同的帶電粒子，速度方向與y軸正方向的夾角分布在090范圍內(nèi)。其中，沿y軸正方向發(fā)射的粒子在tt0時刻剛好從磁場右邊界上P(3a，a)點離開磁場，不計粒子重力，下列說法正確的是()A粒子在磁場中做圓周運動的半徑為3aB粒子的發(fā)射速度大小為C帶電粒子的比荷為D帶電粒子在磁場中運動的最長時間為2t0D根據(jù)題意作出沿y軸正方向發(fā)射的帶電粒子在磁場中做圓周運動的運動軌跡如圖甲所示，圓心

6、為O，根據(jù)幾何關系，可知粒子做圓周運動的半徑為r2a，故A錯誤；沿y軸正方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的圓心角為，運動時間t0，解得：v0，選項B錯誤；沿y軸正方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的圓心角為，對應運動時間為t0，所以粒子運動的周期為T3t0，由Bqv0mr，則，故C錯誤；在磁場中運動時間最長的粒子的運動軌跡如圖乙所示，由幾何知識得該粒子做圓周運動的圓心角為，在磁場中的運動時間為2t0，故D正確。甲乙7(多選)(2019湖北省十堰市調(diào)研)如圖所示，有一垂直于紙面向外的有界勻強磁場，磁場的磁感應強度為B，其邊界為一邊長為L的正三角形(邊界上有磁場)，A、B、C為三角形的三個頂點。今有一質(zhì)量為m、

7、電荷量為q的粒子(不計重力)，以速度v從AB邊上的某點P既垂直于AB邊又垂直于磁場的方向射入磁場，然后從BC邊上某點Q射出。若從P點射入的該粒子能從Q點射出，則()APBLBPBLCQBLDQBLBD粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示。粒子在磁場中的運動軌跡半徑為r，因此可得rL，當入射點為P1，圓心為O1，且此刻軌跡正好與BC相切時，PB取得最大值，若粒子從BC邊射出，根據(jù)幾何關系有PB0，y0的空間中有恒定的勻強磁場，磁感應強度的方向垂直于xOy平面向里，大小為B，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P(不在原點)沿著與x軸成30角的方向射入磁場。不計重力的影響，則下列有關說

8、法中正確的是()A只要粒子的速率合適，粒子就可能通過坐標原點B粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間一定為C粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為D粒子在磁場中運動所經(jīng)歷的時間可能為C利用“放縮圓法”：根據(jù)同一直線邊界上粒子運動的對稱性可知，粒子不可能通過坐標原點，A項錯誤；粒子運動的情況有兩種，一種是從y軸邊界射出，最短時間要大于，故D項錯誤；對應軌跡時，t1，C項正確，另一種是從x軸邊界飛出，如軌跡，時間t3T，此時粒子在磁場中運動時間最長，故B項錯誤。9.(多選)如圖所示，虛線MN將平面分成和兩個區(qū)域，兩個區(qū)域都存在與紙面垂直的勻強磁場。一帶電粒子僅在磁場力作用下由區(qū)運動到區(qū)，弧線aPb為運動過程中的

9、一段軌跡，其中弧aP與弧Pb的弧長之比為21，下列判斷一定正確的是()A兩個磁場的磁感應強度方向相反，大小之比為21B粒子在兩個磁場中的運動速度大小之比為11C粒子通過aP、Pb兩段弧的時間之比為21D弧aP與弧Pb對應的圓心角之比為21BC粒子在磁場中所受的洛倫茲力指向運動軌跡的凹側，結合左手定則可知，兩個磁場的磁感應強度方向相反，根據(jù)題中信息無法求得粒子在兩個磁場中運動軌跡所在圓周的半徑之比，所以無法求出兩個磁場的磁感應強度之比，A項錯誤；運動軌跡粒子只受洛倫茲力的作用，而洛倫茲力不做功，所以粒子的動能不變，速度大小不變，B項正確；已知粒子通過aP、Pb兩段弧的速度大小不變，而路程之比為2

10、1，可求出運動時間之比為21，C項正確；由圖知兩個磁場的磁感應強度大小不等，粒子在兩個磁場中做圓周運動時的周期T也不等，粒子通過弧aP與弧Pb的運動時間之比并不等于弧aP與弧Pb對應的圓心角之比，D項錯誤。10.(多選)如圖所示，直角三角形ABC內(nèi)存在磁感應強度大小為B、方向垂直于ABC平面向里的勻強磁場，O點為AB邊的中點，30。一對正、負電子(不計重力)自O點沿ABC平面垂直AB邊射入磁場，結果均從AB邊射出磁場且均恰好不從兩直角邊射出磁場。下列說法正確的是()A正電子從AB邊的O、B兩點間射出磁場B正、負電子在磁場中運動的時間相等C正電子在磁場中運動的軌跡半徑較大D正、負電子在磁場中運動

11、的速率之比為(32)9ABD根據(jù)左手定則可知，正電子從AB邊的O、B兩點間射出磁場，故A正確。由題意可知，正、負電子在磁場中運動的圓心角為180，根據(jù)t可知正、負電子在磁場中運動的時間相等，故B正確。正、負電子在磁場中做勻速圓周運動，對正電子，根據(jù)幾何關系可得3r1AB，解得正電子在磁場中運動的軌跡半徑r1AB；對負電子，根據(jù)幾何關系可得r2AB，解得負電子在磁場中運動的軌跡半徑r2AB，故C錯誤。根據(jù)qvBm可知v，正、負電子在磁場中運動的速率之比為，故D正確。11(2019全國卷)如圖所示，在直角三角形OPN區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開

12、始經(jīng)電壓U加速后，沿平行于x軸的方向射入磁場；一段時間后，該粒子在OP邊上某點以垂直于x軸的方向射出。已知O點為坐標原點，N點在y軸上，OP與x軸的夾角為30，粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d，不計重力。求：(1)帶電粒子的比荷；(2)帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間。解析(1)設帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加速后的速度大小為v。由動能定理有qUmv2設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有qvBm由幾何關系知dr聯(lián)立式得。(2)由幾何關系知，帶電粒子射入磁場后運動到x軸所經(jīng)過的路程為srtan 30帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間

13、為t聯(lián)立式得t。答案(1)(2)12(2019濰坊模擬)如圖所示，兩個同心圓，半徑分別為r和2r，在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B。圓心O處有一放射源，放出粒子的質(zhì)量為m、帶電荷量為q，假設粒子速度方向都和紙面平行。(1)圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向，OA與初速度方向夾角為60，要想使該粒子經(jīng)過磁場后第一次通過A點，則初速度的大小是多少？(2)要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，則粒子的初速度不能超過多少？解析(1)如圖甲所示，設粒子在磁場中的軌道半徑為R1，則由幾何關系得R1甲乙又qv1Bm解得v1。(2)如圖乙所示，設粒子軌跡與磁場外邊界相切時，粒子在磁場中的軌跡半徑為R2，則由幾何關系有(2rR2)2Rr2，可得R2又qv2Bm，可得v2故要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，粒子的初速度不能超過。答案(1)(2)8