2023高考物理一轮总复习第八章磁场第24讲磁场对运动电荷的作用实战演练

PAGEPAGE2第24讲磁场对运动电荷的作用1．(2022·全国卷Ⅱ)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如下图．图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动．在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角．当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒．不计重力．假设粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，那么带电粒子的比荷为(A)A．eq\f(ω,3B) B．eq\f(ω,2B)C．eq\f(ω,B) D．eq\f(2ω,B)解析：由题可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如下图，由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的圆弧所对的圆心角为30°，因此粒子在磁场中运动的时间为t＝eq\f(1,12)×eq\f(2πm,qB)，粒子在磁场中运动的时间与筒转过90°所用的时间相等，即eq\f(πm,6qB)＝eq\f(1,4)×eq\f(2π,ω)，求得eq\f(q,m)＝eq\f(ω,3B)，A项正确．2．(2022·全国卷Ⅲ)平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面(纸面)如下图，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q>0)．粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角．该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场．不计重力．粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为(D)A．eq\f(mv,2qB) B．eq\f(\r(3)mv,qB)C．eq\f(2mv,qB) D．eq\f(4mv,qB)解析：如下图为粒子在匀强磁场中的运动轨迹示意图，设出射点为P，粒子运动轨迹与ON的交点为Q，粒子入射方向与OM成30°角，那么射出磁场时速度方向与MO成30°角，由几何关系可知，PQ⊥ON，故出射点到O点的距离为轨迹圆直径的2倍，即4R，又粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径R＝eq\f(mv,qB)，所以D正确．3．(2022·全国卷Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的(D)A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小解析：根据qvB＝eq\f(mv2,R)可知R＝eq\f(mv,qB)，当粒子从较强的磁场进入到较弱磁场时B减小，故R增大．带电粒子在磁场中运动，v大小不变，根据ω＝eq\f(v,R)可知R增大，ω减小，D正确．4．(2022·全国卷Ⅰ)如下图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)，一带电粒子从紧贴铝板上外表的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变．不计重力．铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(D)A．2 B．eq\r(2)C．1 D．eq\f(\r(2),2)解析：假设粒子在MN上方时速度大小为v1，在MN下方时速度大小为v2，由题意eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝2×eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，可得eq\f(v1,v2)＝eq\r(2).粒子在磁场中做圆周运动，有qvB＝me