2013高考物理一轮复习精品课时作业-第33讲磁场对运动电

1、2013届高三物理总复习精品课时作业第33讲磁场对运动电荷的作用力1.一个带电粒子沿垂直于匀强磁场的方向射入云室中粒子的一段径迹如图所示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的气体电离，因而粒子的能量逐 渐减小（带电荷量不变）.从图中情况可以确定粒子的运动方向和带电情况分别为mv ，/2mEkR= Bg = Bg ,由于粒子的动能减小， 故粒子a又由左手定则可知粒子带负电.【答案】D2 为了科学研究的需要，常常将质子（1H）和 a粒子（2He）等带电粒子贮存在圆环状空腔A.粒子从a 运动到 b,带正电B.粒子从a 运动到b, 带负电C.粒子从b 运动到a, 带正电D.粒子从b 运

2、动到a, 带负电中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场（偏转磁场）中，磁感应强度为 B.如果质子和 a粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同（如图中虚线所示和 a粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和 E、运动的周期A . EH= Ea, TH幻aC. EHa, TH老 TaD. EH毛a, THB. EH= Ea, T【解析】轨迹相同，说明两种粒子的轨迹半径相等，因为Bqr 12B2q22g!、为v=m,Ek= 2mv = 2m*m，所以EH=Ea2 n mT= qB * q，所以TH斗a；因【答案】A3一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线射入（若不计重力影响），粒子将在管中（）A

3、.做圆周运动B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运 动D.做匀速直线运动【解析】粒子的运动速度方向与磁场方向平行.【答案】D4.在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为A；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是（）A .无论小球带何种电荷，小球仍会落在 A 点B .无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长C.若小球带负电荷，小球会落在更远的B 点【解析】粒子在匀强磁场中的轨道半径运动的轨道半径逐渐变小，故粒子的运动方向为由D .若小球带正电荷，小球会落在更远的B 点【解析】赤道上方地磁场的方向水平向北，向东运动的带正电的小球，会受到向上的洛 伦兹力，这个力将阻碍

4、小球的下落，使其飞行时间更长，飞得更远小球如带负电，结果将 相反，所以只有 D 选项正确.【答案】D5如图所示，在 x 轴上方的空间 存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大 小为 B.许多相同的离子以相同的速率v 由 0 点沿纸面向各个方向（y0）射入磁场区域不计离子所受的重力及离子间的相互影响.图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与y轴交点为 M，边界与 x 轴交点为 N,且 0M = ON = L.由此可判断（）A .这些离子是带负电的B.这些离子运动的轨道半径为 L_q vC. 这些离子的荷质比为 m= LBD .当离子沿 y 轴正方向射入磁场时会经过N 点1【解析】根据左手

5、定则，离子带正电，A 项错误；由图可知，粒子运动的轨道半径为 2L ,2mv q 2v1B 项错误；再根据 qvB=T可得 m = LB，C 项错误；由于 ON = L,粒子半径为？L, ON 恰好2L为粒子做圆周运动的直径，故 D 项正确.【答案】D2 nmT = qB 知，周期和带电粒子的比荷有关，比荷越小，a 粒子的周期最大，结合图形可知 A、D 正确.根据半径公式 Rmv=qB 知，1、2 两个质子相比较，1 的半径大，说明 1 的速度大，B选项错误.根据洛伦兹qBv力提供向心力有 qBv= ma,解得 a=m，可得 C 选项正确.【答案】ACD7.如图所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀

6、强磁场，三个质量和电荷量都相一：同的带电粒子 a、b、c 以不同速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入磁场，其运动 ：一八轨迹如图所示.若带电粒子只受磁场力作用， 则下列说法正确的 A06.如图所示，在一匀强磁场中有二个带电粒子，其中 1 和 2 为质子、3 为迹.它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨道半径a粒子的径并相切于 P 点.设 T、v、a、t 分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过 P 点算起的第一次通过图中虚线 MN 所经历的时间，则（A . Ti=T2V3C. aia2a3D. tlt2t3【解析】根据周期公式1、2 两个质子的周期相同,周期

7、越大,是（）二A a 粒子的动能最大B c 粒子的速率最大C. c 粒子在磁场中运动的时间最长D 它们做圆周运动的周期 TaTb 4 cm 和 yv 4 cm 内有粒子射出C.左边界：y8 cm 内有粒子射出D .左边界：0 v yv 8 cm 内有粒子射出【解析】作出如图乙所示的示意图，由几何关系可得：临界点距x 轴的间距 y =r2 r h2= 4 cm.C 正确.【答案】BC乙【答案】AD10.如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点 O 和 y 轴上的点 a（0, L）. 一质量为 m、电荷量为 e 的电子从 a 点以初速度 vo平行于 x 轴正方向射

8、入磁场，并从x 轴上的 b 点射出磁场，此时速度方向与x 轴正方向的夹角为 60F 列说法中正确的是（）n_A .电子在磁场中运动的时间为 V02 n_B.电子在磁场中运动的时间为赢V3LLC. 磁场区域的圆心坐标为（2 ， 2）D .电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为（0, 2L）【解析】因为速度方向改变了60所以轨迹对应的圆心角为60作图可求得半径r=2L,所以电子在磁场中运动的时间为2 n_3vo，磁场区域的圆心坐标为.3L L（2，2），即选项 B、乙2 nm4 nm质子在磁场中运动的周期 Tp= eB , a 粒子在磁场中运动的周期 Ta= eB，则 Ta= 2Tp因为质子和 a粒子

9、在原点相遇，可先画出 a 粒子的运动轨迹，如图乙中的 1、2当质子1 1经过 2 周期第一次与 a 粒子相遇时，a粒子运动了 4 周期，则 a 粒子的运动轨迹为圆 1,求出3a粒子的入射方向与 y 轴正方向偏右成 45。角；当质子经过 2 周期第一次与 a粒子相遇时，a3粒子运动了 4 周期，则 a 粒子的运动轨迹为圆 2,此时 a粒子的入射方向与 y 轴负方向偏右止V2eBI成 45角.由几何关系，可得 ra= 2 I，则 Va= 4m .eBlV2eBI【答案】(1)2m(2)4m方向与 y 轴正方向偏右成 45角或与 y 轴负方向偏右成 45甲12.如图甲所示，磁感应强度的大小B = 0

10、.15 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径 R= 0.10 m 的圆形区域 内，圆的左端点跟 y 轴相切于直角坐标系原点O,右端跟荧光屏6MN 相切于 x 轴上的 A 点.置于原点 O 的粒子源可沿 x 轴正方向射出速度 vo= 3.0 10 m/s q的带电粒子流，粒子重力不计，比荷m= 1.0 0 C/kg.现以 O 点并垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场逆时针缓慢旋转90求此过程中粒子打在荧光屏上的范围.【解析】设粒子在磁场中沿OB 做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律有：qvB2V0=mrmv0代入数据得：r =晶=0.20 m一*乙如图乙所示，当圆的直径 OD 转动到与 x 轴的夹角为 a 时，粒子从圆形磁场中的 B 点射出，粒子在磁场中的偏角为打在荧光屏上的点到 x 轴的距离为 s,由几何知识有：s = CAtan卫0, CA= 2R OC, OC =tan?J联立解得 s= (2R rtan2)tan 00.40代入数据并化简得：s=J m1 + cot 2丙故 0最大时，S 最大如图丙所示，当 D 点与射点 B 重合时，0最大，由几何知识有：0 R sin2=，所以 0=60求得粒子