2013高考物理复习金版教程第8章第2单元磁场对运动电荷的作用练习

1、1 限时规范特训 （时间：45 分钟分值：100 分） 1. 如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为 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 D. 若小球带正电荷，小球会落在更远的 b 点 解析：从南向北观察小球的运动轨迹如题图所示， 如果小球带正电荷， 则洛伦兹力斜向 右上，该洛伦兹力在竖直向上和水平向右均有分力，因此，小球落地时间会变长， 水平位移 会变大；同理，若小球带负电，则小球落地时间会变短，水平位移会变小，故选项

2、 D 正确. 答案：D 2. 极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入 地极附近的大气层后，由于地磁场的作用而产生的.如右 图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极 做螺旋运动，旋转半径不断减小.此运动形成的原因是 （ ） A. 可能是洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小 B. 可能是介质阻力对粒子做负功，使其动能减小 C. 可能是粒子所带电荷量减小 D. 南北两极的磁感应强度较大 粒子速度v减小、电荷量增大或磁感应强度变大，故 B、D 正确，C 错. 答案：BD 3. 如图所示，在半径为 R的圆形区域内，有匀强磁场， 磁感应强度为B,方向垂直于圆平面（未画出）.一群比荷为的 m 负离

3、子体以相同速率 vo（较大），由P点在纸平面内向不同方向a；给小球带上电荷后， （ ） 解析：洛伦兹力永远不做功, 可能是 A 错；由带电粒子旋转半径 半径减小, 2 射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是 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 能不等，A 项错误.粒子在磁场中偏转的半径为

4、r =，由于比荷和速度都相等，磁感应强 qb 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= ,也相等，根据几何规律：圆内，较长的弦对应较大的圆心角，所以从 Q点射出 qb 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 4. 如图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 10 4 T 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径两端开有两个小孔 a、b, 分别作为离子

5、的入射孔和出射孔.现有一束比荷为 q= 2X 106 7 8 9 10 11 C/kg 的正 m 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，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度大小 为（） 6 C. 4X 10 m/s 解析：画出离子运动轨迹所在的圆，如右图所示作半径 圆心O，由圆的性质可知三角形 abO是等边三角形，即半径 2 =2r = 0.2 m 由 qvB= mR得 v= = 2X 1011 X 1 X 10 4X 0.2 6 =4X 10 m/s. 答案：C 5. 如图所示，一带电小球质量为 m用丝线悬挂于 o点，

6、在竖直 面内摆动，最大摆角为 60,水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小 球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最 低点时悬线上的张力为 (不计重力)( ) 3 5 A. 4 X 10 m/sB. 2X 105 m/s 6 D. 2 X 10 m/s 4 ( ) A. 0 B. 2mg C. 4mg D. 6mg 解析：若没有磁场，则到达最低点绳子的张力为 F,则 2 mv_ F- mg= -p 由能量守恒得： 1 2 mgl(1 cos60 ) = qmv 联立得F= 2mg 当有磁场存在时，由于洛伦兹力不做功，在最低点悬线张力为零 则F洛=2mg 当小球自右方摆到最低点时

7、洛伦兹力大小不变，方向必向 2 mv T 此时绳中的张力 F= 4mg 答案：C F F 洛一mg 6.两个电量分别为 q和一q的带电粒子分别以速度 射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为 和 60,磁场宽度为 d,两粒子同时由A点出发，同时到达 如右图所示，则( A. a粒子带正电, b粒子带负电 B. 两粒子的轨道半径之比 艮：R= . 3 C 两粒子的质量之比 m ： m= 1 : 2 D 两粒子的速度之比 Va : Vb= 1 : 2 解析：如右图所示，由左手定则可判定: a粒子带负电，b 粒子带正电，故 A 错误；由几何关系可得: R : R二彳；两者运 60 120

8、动时间相同，则由：t = 360- Tb= 360- Ta, Ta 1 亠 可知Tb= 2,由 Bqv 2 4 n m匕心 2 n m 厂可得：T= .I Ta 1 石，则m=Tb=1 ；又由 2 V Bqv= mR， 解得：v =響 则呂=空=症 vb Rm 3 5 解析：由左手定则知 C 正确.而Ff=卩FN=（mgcos 0 l 一,口 mg sin 0 Ff = mgsin 0，可得 v=品 cos 0 ），可看到v随B的增大而减小.若滑块滑到斜面底端时还处于加速运动状态，则在 B 越强时，Ff越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小， B 错误.当滑块能静 止于斜面上时应有

9、 min 0 = i mgcos 0 ,即卩=tan 0，与B的大小无关，D 错误. 答案：C 9. 2011 浙江利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子.图中板 MN答案：C 7.如图所示，在x0, y0 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

10、是沿方向射出的粒子 解析：显然图中四条圆弧中对应的半径最大，由半径公式 mv Bq可知， 质量和电荷量 相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 对 B 错；根据周 ,当圆弧对应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角为 n，且 最大，D 对 C 错. 答案：AD 8.如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上, 于方向垂直纸面向外、 磁感应强度为B的匀强磁场中. m带电荷量为+ Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑. 块下滑的过程中，下列判断正确 A. 滑块受到的摩擦力不变 B. 滑块到达地面时的动能与 B的大小无关 C 滑块受到的洛伦兹力方向垂

11、直斜面向下 D. B很大时，滑块可能静止于斜面上 + BQV要随速度增加而变大， A 错误.若滑块滑到斜面底端已达到匀速运动状态，应有 Si X X X X 6 上方是磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场， 板上有两条宽度分别为 2d和d的缝，两缝近端相距为L. 一群 质量为m电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为 2d的缝 垂直于板MNS入磁场，对于能够从宽度 d的缝射出的粒子， 下列说法正确的是（ ） A.粒子带正电 C保持d和L不变，增大B,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D保持d和B不变，增大L,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 解析：本题考查带电粒子在匀强磁场中

12、的运动分析. V = 豊浮 Bd,与L无关，可知 C 项正确，D 项错误. 答案：BC 10. 2012 淄博模拟如图所示，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 一 * x 在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成0角 （0 0 r,要使粒子在磁场中运动的时间最长，则粒子在磁场中运动的圆弧所对应 的弧长最长，从下图中可以看出，以直径 ab为弦、R为半径所作的圆周，粒子运动时间最 r 3 8 又 sin a = =，所以 t m= 6.5 x 10 s. R 5 mv 2 (3) R=qB = 1.5 X10-2m 粒子在磁场中可能出现的区域 见答案图所示(以aO为直径

13、的半圆加上以 a为圆心，aO为半径所 作圆与磁场相交的部分). 2 一8 答案：(1)5.0 X10 m (2)6.5 X 10 s (3)31 m/s = 8.0 X 10 m/s 9.1 X 10 (3) tcD=】T=1X 2X 3.14 X 0.05 s = 6.5 X 10 9 s 6 6 8X10 2X 3.14 X 9.1 X 10 1.6 X 10 19X 9.1 X 10 4s = 6.5 X 10 6 9 答案：(1)垂直于v的方向斜向下 (2)8.0 X 10 m/s (3)6.5 X 10 s 12.如图所示，在真空中半径r = 3.0 X 10 一2 m 的圆形区域内， 有磁感应强度 B= 0.2 T，方向如图的匀强磁场，一批带正电的 粒子以初速度 vo= 1.0 X 10* 6 * 8 m/s，从磁场