高考物理一轮复习随堂练习磁场对运动电荷的作用新人教版

1、教育是最好的老师，小学初中高中资料汇集磁场对运动电荷的作用h随堂检测演练丁图 82151.如图8215,没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏正中的O点，加磁场后电子束打在荧光屏O点上方的P点，则所加磁场的方向可能是 （）A .垂直于纸面向内 B .垂直于纸面向外C .平行于纸面向上 D .平行于纸面向下解析：电子受到的洛伦兹力的方向向上，由左手定则，可判定磁场方向可能垂直于纸面向 外，B项正确.答案：B2.图 8216如图8- 216所示，在半径为 R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B,方向垂直q于圆平面（未回出）.一群比荷为 m勺负离子体以相同速率 V0（较大），由P点在纸平面内向不同

2、方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是（不计重力）（）A .离子飞出磁场时的动能一定相等B .离子在磁场中运动半径一定相等C.由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长D .沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大解析：射入磁场的粒子比荷相等，但质量不一定相等，故射入时初动能可能不等，又因为 磁场对电荷的洛伦兹力不做功，故这些粒子从射入到射出动能不变，但不同粒子的动能可八 一 mv. ，、能不等，A项错误.粒子在磁场中偏转的半径为r =去，由于比荷和速度都相等，磁感应qB强度B为定值，故所有粒子的偏转半径都相等，B正确.同时各粒子在磁场中做圆周运动的周期T= 2 m,也相等，根据几何

3、规律：圆内，较长的弦对应较大的圆心角，所以从QqB点射出的粒子偏转角最大，在磁场内运动的时间最长，C对.沿PQ方向射入的粒子不可能从Q点射出，故偏角不最大，D错，选BC.答案：BC用心 爱心 专心专注专业学习坚持不懈勇攀高峰10图 82173. （2009 北京西城模拟）如图8217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O点沿纸面向各个方向（y>0）射入磁场区域.不计离子所受重力，不计离子间的相互影响.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O限ON L.由此可判断（）A .这些离

4、子是带负电的B .这些离子运动的轨道半径为Lq vC .这些离子的荷质比为2= LBD.当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N点解析：根据左手定则，离子带正电,2再根据qvB= mv, 2Lq 2v 2= LB,C项错误;1A项错误；由图可知，粒子轨道半径为 2L, B项错误;.1，,，、 一一一 ,由于 ON= L,粒子半径为-L, ON恰好为粒子圆周运动直径，故D项正确.答案：D图 8-2-184. （2009 东营模拟）如图8-2-18所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中 1和2 为质子，3为“粒子（4He）的径迹.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1>2

5、>3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点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则（）A . T1 = T2<T3B. V1=V2>V3C . a汨2>a3D. t1<t 2<t 3解析：各粒子做圆周运动的周期T= 2受，根据粒子的比荷大小可知：T1 = T2<T3,故A项qB,., mv ，,一一一、.正确；由于1>2>3结合r=qB及粒子比何关系可知 v1>v2>v3,故B项错误；粒子运动的向,.、 qvB 一, 一 人 ,一一心加速度a=,结合各粒子的比何关系

6、及 vi>V2>V3可得：d>a2>a3,故C项正确；由题图 m可知，粒子运动到 MN寸所对应的圆心角的大小关系为0 1<。2<0 3,而Tl=F,因此tl<t2,由T2<T3,且0 2<0 3,可知t 2Vt 3,故D项正确.答案：ACD图 82195. 如图8 219所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场.一带负电的粒子从原点 O以与x轴成30。角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R则（）A .粒子经偏转一定能回到原点OB .粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之

7、比为2： 1C .粒子完成一次周期性运动的时间为 2-3qBD .粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R解析：由= 撒知，粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1 ： 2,所以B项错误；粒子完成一次周期性运动的时间tnN +冬襄甘，所以C项错误；粒663qB 3qB qB子第二次射入x轴上方磁场时沿 x轴前进l = R+ 2R= 3R,则粒子经偏转不能回到原点O,所以A项不正确，D项正确.答案：D作业手册、I1 .带电荷量为+ q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是（）A .只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B .如果把+ q改为-q,且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小

8、、方向均不变C .洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D .粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变解析：因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度的方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时 F= qvB,当粒子速度与磁场平行时 F=0.又由于洛伦兹力的方向永 远与粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，所以A选项错.因 为+q改为一q且速度反向时所形成的电流方向与原+q运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由F= qvB知大小不变，所以 B项正确.因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以

9、C选项错.因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以 D项错.答案：B-e左 右图 82 202 .初速为V0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始 运动方向如图8220所示，则（）A .电子将向右偏转，速率不变B .电子将向左偏转，速率改变C .电子将向左偏转，速率不变D .电子将向右偏转，速率改变解析：由安培定则可知，通电导线右方磁场方向垂直纸面向里，则电子受洛伦兹力方向由 左手定则可判知向右，所以电子向右偏；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变.答案：A图 8-2-213 .

10、如图8 221所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入， 穿过此区域的时间为 t.若加上磁感应强度为 B水平向外的匀强磁场， 带 电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出时偏离原方向 60。，利用以上数据可求出下列物理量中的（）A .带电粒子的比荷B.带电粒子在磁场中运动的周期C .带电粒子的初速度D.带电粒子在磁场中运动的半径解析：由带电粒子在磁场中运动的偏向角，可知带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60° ,因此由几何关系得磁场宽度l =RSin 60 0 = mVsin 60 ° ,又未加磁场时有l =v°t,所以qBq sin

11、 602 7tm可求得比荷q=一占一，A项对；周期T= f 可求出，B项对；但初速度未知，所以 C m BtqBD项错.答案：AB4 .4图 82 22如右图82 22所示为圆柱形区域的横截面， 在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子（不计重力）第一次以速度vi沿截面直径入射，粒子飞入磁场区域时，速度方向偏转60。角；该带电粒子第二次以速度V2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的（）A .半径之比为4：1 B .速度之比为1 :小C .时间之比为2 ： 3 D .时间之比为 3 ： 2答案：AC5.图 8-2-

12、23如图8-2-23是三个从 向里，可以判定（）O点同时发出的正、负电子的运动轨迹，匀强磁场方向垂直纸面A . a、b是正电子,c是负电子，a、b、c同时回到O点B . a、b是负电子,c是正电子，a首先回到O点C . a、b是负电子,c是正电子，b首先回到O点D . a、b是负电子,c是正电子，a、b、c同时回至ij O点解析：考查带电粒子在磁场中的运动.电子所受洛伦兹力的方向指向曲线弯曲的方向，速 度方向为曲线的切线方向，故结合左手定则判断可知，a、b为负电子，c为正电子，电子 27tm 做圆周运动的周期 T=z-,与电子带电的正负无关，故 a、b、c同时回到O点，故D项 qB正确.答案：

13、D图 82 246.如图8224所示，在x>0、y>0的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为 B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由 x轴上的P点以 不同的初速度平行于 y轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则 （ ）A .初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子B .初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子C.在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子D.在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子mv解析：显然图中四条圆弧中对应的半径最大，由半径公式R=可知，质量和电荷量相Bq同的带电粒子在同一个磁场中做匀速圆周运动的速度越大，半径越大，A项对B

14、项错；根据周期公式T= 篇'口，当圆弧对应的圆心角为0时，带电粒子在磁场中运动的时间为t=工前> 圆心角越大则运动时间越长，圆心均在 x轴上，由半径大小关系可知的圆心Bq角为兀，且最大，故在磁场中运动时间最长的是沿方向出射的粒子，D对，C错.答案：AD7.图 82 25如图8- 2-25所示，在屏 MN勺上方有磁感应强度为 B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向 里.P为屏上的一个小孔.PC与MN!直.一群质量为 m带电量为一q的粒子（不计重力）， 以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域.粒子入射方向在与磁场B垂2mv A.qBB.直的平面内，且散开在与 PC夹角为0的范

15、围内.则在屏 MN上被粒子打中的区域的长度 为（）2mvcos 0qBC.2mV1 sin ()qBD.2mV1 cos ()qB解析：由图可知，沿 PC方向射入磁场中的带负电的粒子打在MNk的点离P点最远，为PR2mv2mv=,沿两边界线射入磁场中白带负电的粒子打在MNLt的点离P点最近为：PQ= -cosBqBq0 ,故在屏 MN上被粒子打中的区域的长度为：QR= PR- PQ= 2mM1 cos 9 ） ,选项D正qB确.答案：D图 82 268.如图8226所示为一个质量为 m 电荷量为+ q的圆环，可在水平放置的足够长的粗 糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，现给圆环向

16、右的初速度V0,在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是下图中的（）ABCD解析：给圆环向右的初速度 V0,圆环运动有三种可能性，若 Bvoq=mg时，圆环做匀速直线 运动，故A项正确.若v>V0时，圆环与杆下边有摩擦力作用，摩擦力逐渐减小，运动加速 度逐渐减小，最终为零，Bvq= mg时，圆环做匀速直线运动，故D项正确.若v<V0时，圆环与杆上边有摩擦力作用，洛伦兹力减小，摩擦力增大，加速度逐渐增大的减速运动，直 至停止，故C项错.答案：AD9.图 8-2-27如图8-2-27所示，为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图.如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因

17、引起的（）A .电子枪发射能力减弱，电子数减小B .加速电场的电压过高，电子速率偏大C .偏转线圈匝间短路，线圈匝数减小D .偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱解析：画面变小是由于电子束的偏转角减小，即偏转轨道半径变大造成的.根据轨道半径mv 一公式R=,因为加速电压增大，将引起 v增大，而偏转线圈匝数或电流减小，都会引起 eBB减小，从而使轨道半径增大，偏转角减小画面变小.答案：A10.图 82 28如图8- 2 28所示是某离子速度选择器的原理示意图，在横截面半径r = 10 cm的圆形区域内有磁感应强度 B= 1 X 104T的匀强磁场，磁场方向平行于柱形圆筒的轴线，在圆柱形 筒壁上某一直

18、径两端开有两个小孔a、b,分别作为离子的入射孔和出射孔.现有一束比荷为黑=2X1011 c/kg的正离子，从a孔射入，正离子射入的角度不同，最后能从b孔射出的离子速度大小就不同，度大小为()A . 4X 105 m/s B.2X105 m/s其中入射角0 =30° ,且不与筒壁碰撞而从出射孔射出的离子的速C . 4X 106 m/s D . 2X106 m/s解析：画出离子运动轨迹所在的圆，如右图所示作半径R圆心O',由圆的性质可知三角形 abO是等边三角形，2即半径 R= 2r=0.2 m ,由 qvB= nvR得 v = qm" = 2X10"x1X1

19、04x 0.2 m/s =4X10 6 m/s.答案：C11.图 82 29(2009 江苏，14)1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原 理如图82 29所示，置于高真空中的 D形金属盒半径为 R,两盒间的狭缝很小，带电粒 子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直.A处粒子源产生的粒子，质量为 m电荷量为+ q,在加速器中被加速，加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t;(3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制

20、.若某一加速器磁感应强 度和加速电场频率的最大值分别为尻fm,试讨论粒子能获得的最大动能Em.解析：(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为1,速度为V1qU = ；mV, qV1B= ",解得 r1 a /2mU4mU皿，则2 ：1=42 ： 1. q2r 1B ； q一一 ，、一一，1同理，粒子第2次经过狭缝后的半径r2=-B(2)设粒子到出口处被加速了n圈1 2v22 nqU= 2mv, qvB= mR, T=27tmqB，bRt = nT,解得 t=£UR.(3)加速电场的频率应等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即qB2 7tm qBn 1 2当磁感应强度为 Bm时，加速电场的频率应为fBm= 27石 粒子白动能 R=2mv22B2Rfvm -q mix当fBm<fm时，粒子的最大动能由Bn决定，qvm&= m),解得Rm=三一.R2m当fBm> fm时，粒子的最大动能由fm决定，Vm= 2兀f nR解得 Rm= 2frR.厂兀bR答案：(1)。2 ： I (2) Rq2Bm2R22 一(3)当 fBmW fm 时，E<m=；当 fBm 封 fm 时，Em= 2 T