南方新高考2018版高考物理大一轮复习专题提升八带电粒子在匀强磁场中运动的多解问题探析课时作业

1、专题提升八 带电粒子在匀强磁场中运动的多解问题探析1.（多选）如图 KZ8-1 所示，空间中存在正交的匀强电场E（方向水平向右）和匀强磁场B（方向垂直纸面向外），在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球（不考虑两带电 小球的相互作用，两小球电荷量始终不变），关于小球的运动，下列说法正确的是（）A. 沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动B. 只有沿ab方向抛出的带电小球才可能做直线运动C. 若沿ac方向抛出的小球做直线运动则小球带负电，且小球一定是做匀速运动D. 两小球在运动过程中机械能均守恒2. 如图 KZ8-2 所示装置为速度选择器，平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁

2、场，电场方向竖直向上， 磁场方向垂直纸面向外，带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出，不计粒子重力，以下说法正确的有（）A 若带正电粒子以速度v从0点射入能沿直线00射出，则带负电粒子以速度v从0点射入能沿直线O 0射出B. 若带正电粒子以速度v从0点射入，离开时动能增加，则带负电粒子以速度v从0点射入，离开时动能减少C. 若氘核（1H）和氦核（4He）以相同速度从0点射入，则一定能以相同速度从同一位置射 出D. 若氘核（1H）和氦核（4He）以相同速度从0点射入，则一定能以相同速度从不同位置射 出3. （多选）利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域.如图K

3、Z8-3 所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差D,下列说法中正确的是（）cL V/5 i :一 %一 !图 KZ8-3A. 电势差UCD仅与材料有关B.若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD0C.仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平4. （多选）如图 KZ8-4 所示，宽d= 4 cm 的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁场方向垂直纸面向里.现有一群正粒子从0点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r= 10

4、cm,则（）A. 右边界：8 cmy 8 cm 有粒子射出B. 右边界：0 y 8 cm 有粒子射出D. 左边界：0y=图 D1148故电荷从t= 0 时刻开始做周期性运动，其轨迹如图D115 所示9图 D1152nt= -X10-5s 时刻电荷与O点的水平距离为d= 2(r1r2) = 4 cm.(3)电荷第一次通过MN开始，其运动的周期为4n5T=X105s5根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为运动的距离s=15Ad=60 cm则最后 7.5 cm 的距离如图15 个, 此时电荷沿MN故电荷运动的总时间t由r1+ncosa =7.5 cm,160553总=11+ 15T

5、+ 2* 360。T1=60-545nX 10 S.2mv上心Bqv=，如图r1&解：(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即ri= 0.2 m，解得v= 4X106m/s.D117 甲所示，由几何关系得离子在磁场中运动的轨道半径乙图 D1172(2) 由Bqv=学知，如图乙所示，由几何关系得R= 0.05 m2由牛顿第二定律得Bqv=罟，求得B= 4X104T,则所加磁场的磁感应强度 104T.(3) 离子在原磁场中的运动周期为2nm7T1= n X10 sBqB越小,r越大.设离子在磁场中做完整圆周运动的最大半径为B=3X离子在磁场中运动至第一次遇到附加磁场的过程中轨迹对应的圆心角1=-7n X10nX2 n =6施加附加磁场时离子在磁场中能做完整圆周运动的最大半径为关系知“sin 30.2 +r2+= 0.2 m，解得2= 0.039 msin 60sin 60离子在有附加磁场时做圆周运动的半径为3,则有2,如图丙所示，由几何or2+ r2+ _71011m61B2qv=，求得r3=丽 m= 0.017 m石10-7s对照附加磁场的规律可知，每隔的匀速圆周运动，共做三次，最后从17n7因32,所以离子能做完整的圆周运动