2018届高考物理一轮复习磁场对运动电荷的作用专项练习

1、学必求其心得，业必贵于专精磁场对运动电荷的作用一、选择题（16题为单项选择题,710题为多项选择题)1下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是（)2如图1所示，a是竖直平面p上的一点,p前有一条形磁铁垂直于p，且s极朝向a点,p后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（）图1a向上 b向下c向左 d向右3在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方置一根通有如图2所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将会（)图2a向上偏转 b向下偏转c向纸内偏转 d向纸

2、外偏转4.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同的速率沿着ao方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图3所示.若不计粒子的重力,则下列说法正确的是(）图3aa粒子带正电，b粒子带负电ba粒子在磁场中所受洛伦兹力较大cb粒子的动能较大db粒子在磁场中运动时间较长5. （2017陕西渭南一模)在真空室中,有垂直于纸面向里的匀强磁场，三个质子1、2和3分别以大小相等、方向如图4所示的初速度v1、v2和v3经过平板mn上的小孔o射入匀强磁场,这三个质子打到平板mn上的位置到小孔o的距离分别是s1、s2和s3,不计质子重力，则有(）图4as1s2s3 bs1s2s3cs1s3s2 ds1s

3、3s26如图5为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外,电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节。下列说法正确的是（）图5a仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大b仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大c仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大d仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大7.如图6所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场,恰好从b点射出。增大粒子射入磁场的速率,下列判断正确的是(）图6a该粒子带正电 b该粒子带负电c粒

4、子从ab间射出 d粒子从bc间射出8如图7所示，q1,q2带等量正电荷，固定在光滑的绝缘杆的两端，杆上套一带正电的小球，杆所在的区域同时存在一个匀强磁场，方向如图所示，小球的重力不计。现将小球从图示位置由静止释放，在小球运动过程中,下列说法中正确的是()图7a小球的速度将一直增大 b小球的加速度将不断变化 c小球所受洛伦兹力将一直增大d小球所受洛伦兹力大小变化,方向也变化9如图8所示，直线mn与水平方向成60角,mn的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为b。一粒子源位于mn上的a点,能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计）、电荷量为

5、q(q0)的同种粒子，所有粒子均能通过mn上的b点，已知abl,则粒子的速度可能是(）图8a. b。c。 d.10如图9所示,mdn为绝缘材料制成的固定的竖直光滑半圆形轨道,半径为r，直径mn水平,整个空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b,一带电荷量为q，质量为m的小球自m点无初速度下滑,下列说法中正确的是（）图9a小球由m点滑到最低点d时所用时间与磁场无关b小球滑到d点时，对轨道的压力一定大于mgc小球滑到d点时,速度大小vd小球滑到轨道右侧时,可以到达轨道最高点n二、非选择题11(2016辽宁沈阳一模）如图10所示，在真空中坐标xoy平面的x0区域内，有磁感应强度b1。010

6、2 t的匀强磁场,方向与xoy平面垂直，在x轴上的p（10，0)点，有一放射源,在xoy平面内向各个方向发射速率v104 m/s的带正电的粒子,粒子的质量为m1.61025 kg,电荷量为q1.61018 c,求带电粒子能打到y轴上的范围.图1012（2016浙江理综，25）为了进一步提高回旋加速器的能量，科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦过程中，离子能以不变的速率在闭合平衡轨道上周期性旋转。扇形聚焦磁场分布的简化图如图11所示，圆心为o的圆形区域等分成六个扇形区域，其中三个为峰区，三个为谷区，峰区和谷区相间分布。峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，谷区内没有磁场

7、.质量为m，电荷量为q的正离子，以不变的速率v旋转，其闭合平衡轨道如图中虚线所示。图11（1）求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r，并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针；(2)求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角，及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期t;（3）在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角变为90，求b和b的关系。已知：sin ( ）sin cos cos sin ，cos 12sin2参考答案1。解析根据左手定则，a中f方向应向上，b中f方向应向下，故a错、b对；c、d中都是vb，f0，故c、d都错。答案b2.解析条形磁铁的磁感线在a点垂直p向外

8、，电子在条形磁铁的磁场中向右运动,由左手定则可得电子所受洛伦兹力的方向向上，a正确。答案a3.解析由题意可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直纸面向里，而阴极射线电子运动方向由左向右，由左手定则知（电子带负电，四指要指向其运动方向的反方向)，阴极射线将向下偏转,故b选项正确。答案b4.解析由左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，a错误；由qvbm得r，故运动的轨迹半径越大，对应的速率越大,所以b粒子的速率较大，在磁场中所受洛伦兹力较大,b错误；由ekmv2可得b粒子的动能较大，c正确；由t知两者的周期相同，b粒子运动的轨迹对应的圆心角小于a粒子运动的轨

9、迹对应的圆心角，所以b粒子在磁场中运动时间较短，d错误。答案c5。解析由已知条件可知三个质子运动轨迹的半径相等.由于初速度v1和v3的方向与mn的夹角相等，所以这两个质子的运动轨迹正好能组合成一个完整的圆,则这两个质子打到平板mn上的位置到小孔的距离是相等的，且小于轨迹圆的直径；而初速度为v2的质子方向与mn垂直，则它的运动轨迹正好是半圆，所以质子打到平板mn上的位置到小孔的距离恰好是圆的直径，即s1s3s2，d正确。答案d6。解析当仅增大励磁线圈的电流时，也就是增大磁感应强度b，由牛顿第二定律知qvbm,得r,电子束径迹的半径变小，选项a错误；当仅提高电子枪的加速电压时，由qumv2和qvb

10、m得r,可知电子束径迹的半径变大，选项b正确;由t知,电子做圆周运动的周期t与速度v大小无关，所以选项c、d错误。答案b7。解析根据带电粒子在磁场中偏转的方向，由左手定则判断可知该粒子带负电，选项a错误,b正确；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r，所以当粒子入射的速率增大时，其轨道半径r会增大，粒子会从图中的bc之间射出磁场，故选项c错误，d正确。答案bd8。解析q1，q2连线上中点处电场强度为零，从中点向两侧电场强度增大且方向都指向中点，故小球所受电场力总是指向中点，又因杆光滑，所以小球将做关于q1,q2连线中点对称的往复运动，中点位置速度最大，两端速度为零，所以洛伦兹力的大小和

11、方向都不断变化，由以上分析可知b，d项正确。故本题正确答案为bd。答案bd9.解析由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示，所有圆弧的圆心角均为120，所以粒子运动的半径为r(n1，2，3,），由洛伦兹力提供向心力得qvbm，则v（n1，2,3，），所以a、b正确。答案ab10.解析小球下滑过程中受重力、洛伦兹力、轨道支持力，因洛伦兹力与轨道支持力均垂直运动方向，故不影响速度大小，所以下滑时间与磁场无关，选项a正确；整个运动过程中只有重力做功，机械能守恒，下滑至最低点过程中,由机械能守恒定律知，mgrmv2，所以向左或向右经过d点速度都为，选项c正确；根据机械能守恒定律知小球能滑至与m等高的n点，选项d正确；由d点受力分析及牛顿第二定律知，当向左经过d点时ffnmgm，得fn3mgqvb，由于不知道洛伦兹力qvb大小,故支持力fn大小不确定，故b错误。答案acd11.解析带电粒子在磁场中运动时由牛顿第二定律得:qvbm解得:r0.1 m10 cm如图所示，当带电粒子打到y轴上方的a点与p连线正好为其圆轨迹的直径时,a点即为粒子能打到y轴上方的最高点.因op10 cmap2r20 cm则oa10 cm当带电粒子的圆轨迹正好与y轴下方相切于b点时，若圆心再向左偏，则粒子就会从纵轴离开磁场,所以b点即为粒子能打到y轴下方的最低点，易得obr10 cm，综