2021高考物理一轮复习第九章磁场第2节磁吃运动电荷的作用作业与检测含解析鲁科版

1、第2节磁场对运动电荷的作用基础必备1.(2019四川成都模拟)如图是电子射线管示意图.接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(b)a.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向b.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向c.加一电场,电场方向沿z轴负方向d.加一电场,电场方向沿y轴正方向解析:若加一沿z轴负方向的磁场,根据左手定则,洛伦兹力方向沿y轴负方向,电子向y轴负方向偏转,荧光屏上的亮线不偏转,故a错误;若加一沿y轴正方向的磁场,根据左手定则,洛伦兹力方向沿z轴负方向,亮线向下偏转,故b正确;若加一沿z轴负方向的电场

2、,电子带负电,电场力方向沿z轴正方向,亮线向上偏转,故c错误;若加一沿y轴正方向的电场,电子带负电,电场力方向沿y轴负方向,电子向y轴负方向偏转,荧光屏上的亮线不偏转,故d错误.2.(2019福建南平模拟)如图所示,在边长为l的正方形区域abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场,有一个质量为m,带电荷量大小为q的离子,从ad边的中点o处以速度v垂直ad边界向右射入磁场区域,并从b点离开磁场.则(d)a. 离子在o,b两处的速度相同b. 离子在磁场中运动的时间为c. 若增大磁感应强度b,则离子在磁场中的运动时间增大d. 若磁感应强度b,选项b错误;若增大磁感应强度b,由r=可知,离子在磁场中的运动半径

3、减小,离子将从ab边射出,此时离子在磁场中的运动对应的弧长变短,而运动速度的大小不变,则运动时间减小,选项c错误;若离子从bc边射出,则r=,即b,选项d正确.3.(2019湖南娄底二模)如图所示,m,n和p是以mn为直径的半圆弧上的三点,o为半圆弧的圆心,在o点存在的垂直纸面向里运动的匀速电子束.mop=60,在m,n处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时o点的电子受到的洛伦兹力大小为f1.若将m处长直导线移至p处,则o点的电子受到的洛伦兹力大小为f2.那么f2与f1之比为(b)a.1b.2c.11d.12解析:长直导线在m,n,p处时在o点产生的磁

4、感应强度b大小相等,m,n处的导线在o点产生的磁感应强度方向都向下,合磁感应强度大小b1=2b,p,n处的导线在o点产生的磁感应强度夹角为60,合磁感应强度大小b2=b,可得,b2b1=2,又因为f=qvb,所以f2f1=2,选项b正确.4.如图所示,一束不计重力的带电粒子沿水平方向向左飞入圆形匀强磁场区域后发生偏转,都恰好能从磁场区域的最下端p点飞出磁场.则这些粒子(b)a.运动速率相同b.运动半径相同c.比荷相同d.从p点射出时的速度方向相同解析:画出粒子的运动轨迹,例如从a点射入的粒子,其圆心为o1,因速度方向水平,则ao1竖直,因ao1=po1=r,可知平行四边形opo1a为菱形,可知

5、r=r.同理,由c点,任意点d,e点入射的粒子做圆周运动的半径都等于磁场区域圆的半径r.根据r=r=可知,粒子的速率、比荷不一定相同,从p点射出时的速度方向也不相同.故选b.5.(2019山西榆社中学诊断)如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为b.在xoy平面内,从原点o处沿与x轴正方向成角(0或v0b.v0d.v0或v0,选项a正确.10.(多选)如图所示,空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场,场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的夹角为,一电荷量为q、质量为m的带负电小球套在直杆上,从a点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为,在小球以后的运动过程

6、中,下列说法正确的是(bd)a.小球下滑的最大速度为vm=b.小球下滑的最大加速度为am=gsin c.小球的加速度一直在减小d.小球的速度先增大后不变解析:小球开始下滑时有mgsin -(mgcos -qvb)=ma,随着v增大,a增大,当v=时,a达到最大值即am=gsin ,此时洛伦兹力大小等于mgcos ,支持力为0,此后随着速度增大,洛伦兹力增大,支持力增大,此后下滑过程中有mgsin -(qvb-mgcos )=ma,随着v增大,a减小,当vm=时,a=0,此时达到平衡状态,速度不变.所以整个过程中,v先增大后不变,a先增大后减小,所以b,d正确.11.(2019湖北武汉调研)(多

7、选)如图(a)所示,在半径为r的虚线区域内存在周期性变化的磁场,其变化规律如图(b)所示.薄挡板mn两端点恰在圆周上,且mn所对的圆心角为120.在t=0时,一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以初速度v从a点沿直径ab射入场区,运动到圆心o后,做一次半径为的完整的圆周运动,再沿直线运动到b点,在b点与挡板碰撞后原速率返回(碰撞时间不计,电荷量不变),运动轨迹如图(a)中所示.粒子的重力不计,不考虑变化的磁场所产生的电场,下列说法正确的是(bc)a.磁场方向垂直纸面向外b.图(b)中b0=c.图(b)中t0=d.若t=0时,质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v从a点沿ao入射,偏转、碰

8、撞后,仍可返回a点解析:由题意知,粒子运动到圆心o后,做一次半径为的完整的圆周运动,根据左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向里,选项a错误;根据洛伦兹力提供向心力,有qvb0=m,且r=,可得b0=,选项b正确;带电粒子做匀速圆周运动的周期t=,带电粒子以初速度v从a点沿直径ab射入场区,运动到圆心o所需时间t=,所以题图(b)中t0=t+t=+=,选项c正确;若t=0时,质量为m、电荷量为-q的带电粒子以初速度v从a点沿直径ab射入场区,运动到圆心o后,根据左手定则知粒子将向下偏转与挡板mn碰撞后运动圆周,再与挡板b碰撞后运动一段圆弧后射出场区,不能返回a点,选项d错误.12.如图,a,c两点

9、分别位于x轴和y轴上,oca=30,oa的长度为l.在oca区域内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场.质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以平行于y轴的方向从oa边射入磁场.已知粒子从某点射入时,恰好垂直于oc边射出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t0.不计重力.(1)求磁场的磁感应强度的大小;(2)若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场,恰好从oc边上的同一点射出磁场,求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和;(3)若粒子从某点射入磁场后,其运动轨迹与ac边相切,且在磁场内运动的时间为t0,求粒子此次入射速度的大小.解析:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,在时间t0内其速度方向改变了90,故其周期t=4t0设磁感应强度大小为b,粒子速度为v,圆周运动的半径为r.由洛伦兹力提供向心力,得qvb=m匀速圆周运动的速度满足v=联立式得b=.(2)设粒子从oa边两个不同位置射入磁场,能从oc边上的同一点p射出磁场,粒子在磁场中运动的轨迹如图(a)所示.设两轨迹所对应的圆心角分别为1和2.由几何关系有1+2=180粒子两次在磁场中运动的时间之和t1+t2=2t0.(3)如图(b),由题给条件可知,该粒子