2021屆高考新課改物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精煉（25）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用word版含解析答案

《2021屆高考新課改物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精煉（25）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用word版含解析答案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2021屆高考新課改物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精煉（25）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用word版含解析答案（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2021屆高考新課改物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)精煉（25） 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 1.下列關(guān)于電荷所受電場(chǎng)力和洛侖茲力，正確的說法是( ) A.電荷在磁場(chǎng)中一定受洛侖茲力作用 B.電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力作用 C.電荷所受電場(chǎng)力一定與該處電場(chǎng)方向一致 D.電荷所受的洛侖茲力一定與磁場(chǎng)方向一致 2.圖中為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示．一帶正電的粒子從正方形中心點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是( ) A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 3.如圖，邊長(zhǎng)為l的正方形內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度

2、大小為B，方向垂直于紙面（所在平面）向外。邊中點(diǎn)有一電子發(fā)射源O，可向磁場(chǎng)內(nèi)沿垂直于邊的方向發(fā)射電子。已知電子的比荷為k。則從兩點(diǎn)射出的電子的速度大小分別為( ) A．， B．， C．， D．， 4.如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相等的粒子沿ad方向射入磁場(chǎng)后分別從b、e兩點(diǎn)射出，不計(jì)粒子重力．下列說法正確的是（　?。? A．兩粒子的速率相等 B．從b點(diǎn)射出的粒子速率較大 C．從b點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) D．從e點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) 5.帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度方向如圖所示,所受

3、的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反,不計(jì)阻力,則在此后的一小段時(shí)間內(nèi),帶電質(zhì)點(diǎn)將( ) A.可能做直線運(yùn)動(dòng) B.可能做勻減速運(yùn)動(dòng) C.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) D. 一定做曲線運(yùn)動(dòng) 6.如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)，大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入速率為，這些粒子在磁場(chǎng)邊界的出射點(diǎn)分布在二分之一圓周上；若粒子射入速率為，相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上。不計(jì)重力及帶電粒子之間的相互作用。則為( ) A. B. C. D. 7.如圖所示,在邊界上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一對(duì)正、

4、負(fù)電子同時(shí)從邊界上的點(diǎn)沿與成角的方向以相同的速度射入磁場(chǎng)中,則關(guān)于正、負(fù)電子,下列說法不正確的是( ) A.在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同 B.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑相同 C.出邊界時(shí)兩者的速度相同 D.出邊界點(diǎn)到點(diǎn)處的距離相等 8.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入，沿曲線打到屏上的a點(diǎn)，通過段用時(shí)為t。若該微粒經(jīng)過點(diǎn)時(shí)，與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒，最終打到屏上。兩個(gè)微粒所受重力均忽略。新微粒運(yùn)動(dòng)的( ) A.軌跡為，至屏幕的時(shí)間將小于t B.軌跡為，至屏幕的時(shí)間將大于t C.軌跡為，至屏幕的時(shí)間將等于t D.軌

5、跡為，至屏幕的時(shí)間將大于t 9.如圖所示,在直角三角形區(qū)域(含邊界)內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,,,邊長(zhǎng),一個(gè)粒子源在點(diǎn)將質(zhì)量為,電荷量為的帶正電粒子以大小和方向不同的速度射入磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子中,速度的最大值是( ) A. B. C. D. 10.如圖所示，是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，在四分之一圓區(qū)域內(nèi)有垂直正方形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從b點(diǎn)沿方向射入磁場(chǎng)時(shí)，粒子恰好能通過c點(diǎn)，不計(jì)粒子的重力，則粒子的速度大小為（ ） A. B. C. D. 11.如圖所示，在的區(qū)域Ⅰ內(nèi)有垂直于紙面向

6、里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在的區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為和。已知質(zhì)量為、所帶電荷量為的粒子沿軸正方向從原點(diǎn)射入?yún)^(qū)域I中。 （1）若粒子能進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求粒子第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ的可能位置和速度的范圍。 （2）為使粒子能進(jìn)人區(qū)域Ⅱ且不能返回原點(diǎn)，粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ時(shí)的速度應(yīng)滿足什么條件？ 12.如圖所示，在平面內(nèi)，以為圓心、為半徑的圓內(nèi)有垂直平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，軸下方有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等；第四象限有一與軸成角傾斜放置的擋板，兩點(diǎn)在坐標(biāo)軸上，且兩點(diǎn)間的距離大于，在圓形磁場(chǎng)的左側(cè)的區(qū)間內(nèi)，均勻分布著質(zhì)量為、電荷量為的一簇帶

7、電粒子，當(dāng)所有的粒子均沿軸正向以速度射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，粒子偏轉(zhuǎn)后都從點(diǎn)進(jìn)入軸下方磁場(chǎng)，結(jié)果有一半粒子能打在擋板上；不計(jì)粒子重力、不考慮粒子間相互作用力；求： (1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? (2)擋板端點(diǎn)的坐標(biāo)； (3)擋板上被粒子打中的區(qū)域長(zhǎng)度。 參考答案 1.答案：B 解析：電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁場(chǎng)力，比如運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)平行，故A錯(cuò)誤；電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力，故B正確；正電荷在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向相同，負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向相反，故C錯(cuò)誤；電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向不在同一線上時(shí)，電荷受洛倫茲力作用，洛倫茲力方向和磁場(chǎng)垂直，故D錯(cuò)誤 2.答

8、案：B 解析：帶電粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力，磁場(chǎng)為4根長(zhǎng)直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)，根據(jù)右手定則，a在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃螅琤在O點(diǎn)產(chǎn)生磁場(chǎng)方向?yàn)樨Q直向上，c在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蜃螅琩在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向豎直向下，所以合場(chǎng)方向水平向左。根據(jù)左手定則，帶正電粒子在合磁場(chǎng)中洛倫茲力方向向下。故選B。 3.答案：B 解析：電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由牛頓第二定律得，得①，電子從a點(diǎn) 射出，②，聯(lián)立①②解得，電子從d點(diǎn)射出，由幾何關(guān)系得，解得③，聯(lián)立①③解得，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 4.答案：C 解析：兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，，得，如下圖分析可知，兩粒子運(yùn)

9、動(dòng)的軌道半徑不同，則速率不同，因?yàn)?，故從b點(diǎn)射出的粒子速率較小，AB錯(cuò)誤； 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，因兩粒子的質(zhì)量和電荷量都相等，又是同一磁場(chǎng)，故它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，與轉(zhuǎn)過的圓心角大小成正比，因，故從b點(diǎn)射出的粒子，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng)，C正確，D錯(cuò)誤。 5.答案：D 解析：在圖示時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)所受合力方向與質(zhì)點(diǎn)速度方向相反,質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)速度減小,由可知,質(zhì)點(diǎn)受到的洛倫茲力減小,則質(zhì)點(diǎn)所受重力與洛倫茲力的合力與速度方向不再在同一直線上,即質(zhì)點(diǎn)的速度方向與所受合力方向不在同一直線上,質(zhì)點(diǎn)將做曲線運(yùn)動(dòng);由于合力方向與速度方向不垂直,質(zhì)點(diǎn)不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故選D。 6.答案：A

10、 解析：設(shè)圓形區(qū)域磁場(chǎng)的半徑為r,當(dāng)速度大小為時(shí)，從P點(diǎn)入射的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)與射入點(diǎn)之間的距離等于該粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的直徑， 由幾何關(guān)系得軌跡圓半徑為， 從P點(diǎn)入射的粒子射出磁場(chǎng)時(shí)與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為N, 由題意知,由幾何關(guān)系得軌跡圓的半徑為， 根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力可知， 解得 故速度與半徑成正比,因此，故A正確，BCD錯(cuò)誤。 故選：A。 7.答案：A 解析：A、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期為，則知兩個(gè)離子圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等。根據(jù)左手定則分析可知，正離子逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，重新回到邊界時(shí)正離子的速度偏向角為，軌跡的圓心角也為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間；同理，負(fù)離

11、子運(yùn)動(dòng)時(shí)間，顯示時(shí)間不相等。故A錯(cuò)誤； B、由得：，由題大小均相同，則相同，故B正確； C、正負(fù)離子在磁場(chǎng)中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度沿軌跡的切線方向，根據(jù)圓的對(duì)稱性可知，重新回到邊界時(shí)速度大小與方向相同。故C正確； D、根據(jù)幾何知識(shí)可得，重新回到邊界的位置與點(diǎn)距離，相同，則相同，故D正確； 8.答案：D 解析：帶電粒子和不帶電粒子相碰,動(dòng)量守恒故總動(dòng)量不變;而總電量保持不變,則由可得R保持不變,故軌跡應(yīng)為pa; 因周期可知,因m增大,故周期增大,因所對(duì)應(yīng)的弧線不變,圓心角不變,故pa所用的時(shí)間將大于t; 故選D. 9.答案：A 解析：粒子沿ab邊界方向射入磁場(chǎng)，從ac邊射出磁場(chǎng)

12、時(shí)轉(zhuǎn)過的圓心角最大，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，粒子速度最大時(shí)運(yùn)動(dòng)的軌跡與bc相切，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示： 由題意可知：。，邊長(zhǎng)，則，四邊形是正方形，粒子的軌道半徑：，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得，故A正確。 故選A。 10.答案：C 解析：粒子沿半徑方向射入磁場(chǎng)，則出射速度的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過圓心a，由于粒子能經(jīng)過c點(diǎn)，因此粒子出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向一定沿方向，軌跡如圖，由幾何關(guān)系可知，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，根據(jù)牛頓第二定律得，解得，故C正確。 11.答案：(1)不進(jìn)人區(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)的最大半徑，故第一次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)可能位置為橫坐標(biāo)，縱

13、坐標(biāo)的區(qū)域內(nèi) 此時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為，有 解得 故。 (2)粒子能返回原點(diǎn)的條件是在區(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)軌跡的圓心必須在軸上粒子在區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ里的偏轉(zhuǎn)半徑的關(guān)系為 由得 由得 又 解得 由得 故粒子能進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域∏且不能返回原點(diǎn)的條件是射入?yún)^(qū)域的速度且。 解析： 12.答案：(1)設(shè)一粒子自磁場(chǎng)邊界點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，該粒子由點(diǎn)射出圓形磁場(chǎng)，軌跡如圖甲所示，過點(diǎn)做速度的垂線長(zhǎng)度為，為該軌跡圓的圓心。連接、，可證得為菱形，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知：粒子在圓形磁場(chǎng)中的軌道半徑， 由 得： (2)有一半粒子打到擋板上需滿足從點(diǎn)射出的沿軸負(fù)方向的粒子、沿軸負(fù)方向的粒子軌跡剛好與擋板相切，如圖乙所示，過圓心做擋板的垂線交于點(diǎn)， 點(diǎn)的坐標(biāo)為； (3)設(shè)打到擋板最左側(cè)的粒子打在擋板上的點(diǎn)，如圖丙所示， 過點(diǎn)做擋板的垂線交于點(diǎn)， 擋板上被粒子打中的區(qū)域長(zhǎng)度 解析：