2019高考物理二轮复习第10讲磁场及带电粒子在磁场中的运动专题训练

第10

磁及电子磁中运一选题每题6分共48分)1.(多选)如图所,在正方形区域abcd内垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电荷量为q的离垂直于EF自O点沿头方向进入磁场。当离子运动到F点突然吸收了若干个电,接着沿另一圆道运动到与OF在条直线上的E点知OF的度为EF度的一半,电子电荷量为e(离子吸收电子不影响离子的速度,电子重力不),下列说法中正确的(A.此离子带正电B.离子吸收电子的个数为C.当离子吸收电子后所带电荷量多D.离子从O到F的间与从F到时间相等2.(2018河开封5月质)如所,在半径为R的圆区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m速度为v的子不虑粒子间的相互作用力及重,于这些粒子的运,以下说法正确的是()A.只要对着圆心入,出射后均垂直打在上B.对着圆心入射的粒子其出射向的反向延长线不一定过圆心C.对着圆心入射的粒子速度越在磁场中通过的弧长越,时间也越长D.只要速度满足v=,沿同方向射的粒子出射后均可垂直打在MN上3.(多选)如图所,宽为d的界匀强磁场的边界为PP'、QQ'一个质量为m、电荷量为q的观子沿图示方向以速度垂直入磁场,感应强度大小为B,使粒子不能从边界QQ'射出,粒子的入射速度v的最大值可能是下面给出的(子的重力不)(

A.B.C.D.陕陕师大附中检)图所,圆柱体为磁,磁在左右两侧外a为金属圆,与磁体同轴放置间较小在左侧的N极和金属圆环上各引出两根导,分别接高压电源的正极加高,磁体和金属圆环a间的空气会被,形成放电电,若从右侧观察放电电流下列说法正确的()A.放电电流将发生顺时针旋转B.放电电流将发生逆时针旋转C.放电电流不发生旋转D.无法确定放电电流的运动情况5.(多选)如图是小丽自制的电流原理,质量为的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹相,弹簧劲度系数为k,在长为ab=L,bc=L矩形区域abcd内有匀强磁场磁应强度大小为方垂直纸面向外。的右连接一绝缘轻指,指示出标尺上的刻,MN的长大于当MN中没电流通过且处于静止时MN与ab边合且针指在标尺的零刻;当MN中电流时指针示数可表示电流大小。MN始终在纸面内且保持水平,重加速度为则()A.要使电流表正常工作金属杆电流方向应从至B.当该电流表的示数为零,弹的伸长量为零C.该电流表可测量的最大值是ID.该电流表的刻度在0~I范围内不均匀的

6.(2018四成都石室中学二)如图所,一个边长为的方形金属框竖直放,各边电阻相同金属框放置在磁感应强度大小为B方向垂直金属框向里的匀强磁场,若AB两与导线相连由A到B通以如图所示方向的电(由A点,从流出流过AB边电为I,则金属框受到的安培力小和方向分别为)A.2BIL竖向下B.BIL竖向上C.BIL竖直向上D.BIL竖直向下7.(2018广广州二模)(多选)如图MN、是圆O的两相互垂直的直,圆内有垂直纸面向里的强磁场,比荷相等的正、负离子分从M、以等速率射向。若正离子从P射,则()A.负离子会从射出B.负离子也从射出C.两离子在磁场中运动时间相等D.两离子在磁场中运动路程不相8.(多选)如图所,有一个正方形的匀强磁场区域abcd,e是ad的中点,f是cd的中点如在a点对角线方向以速度v射入一带负电带电粒恰好从射,则()A.如果粒子的速度增大为原来的,将从点射出B.如果粒子的速度增大为原来的,将从点射出C.如果粒子的速度不变磁场的感应强度B大为原来的二,也从d点出D.只改变粒子的速,使其分别e、、f点射出从射出所用的时间最短

二非择(小16,32分)9.(2018福福州质检)如图是屏蔽高能粒子辐射的装,铅盒左侧面中心O有放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ向辐射α粒,铅盒右侧有一左右边界平行的匀强磁场域。过的截面MNPQ于垂直磁场的平面内OH垂直。知∠MOH=∠QOH=5°α粒质量m=6.6×0kg,电荷量q=.0×0速v=.8×m/s;磁场的磁感应强度B=0.664方垂直于纸面向里粒重力不计忽粒子间的相互作用及相对论效应sin55°=0.60。(1)求垂直于磁场边界向左射出场的粒子在磁场中运动的时间t;(2)若所有粒子均不能从磁场右界穿即达到屏蔽作求磁场区域的最小宽度d。

0010.(2018湖孝感一)如图所,N水平放置的彼此平行的不带电的两块平,板的长度和板间距离均为在板间有垂直于纸方向的匀强磁在距上板处一质量为m、电荷量为q的正的粒子不重)以初速度v水平入磁场若使粒子不能射出磁,求磁场的方向和磁感应强度B的大范围。

答精精一选题1.AB根据左手定则可知离子带,选项正确正离子在吸收电子之前的轨迹半径R=,正子收若干电子后轨迹半径由R变为可得2R=

,解得n=,选B正;离子原来正电当离子吸收电子后所-带电荷量减少,选项C错;由于子电荷量改,根据周期公式T=

π

可得,周期变了因离子从O到F的时间与从F到E的时间不相等,选项错误。2.D对着圆心入射的粒子,出射不一定垂直打在MN上与粒子的速度有,故A错误带粒子的运动轨迹是圆弧根几何知识可,着圆心入射的粒,其出射方向的反向延长线也一定过圆,故B错;对着圆心入射的粒子速越大在磁场中轨迹半径越,长越长,轨迹对应的圆心角越,由t=

T、T=

π

π知运时间t越,故C错误;速度满足v=时,轨迹半径r==R,入射点、出射点、O点轨迹的圆心构成菱,射出磁场时的轨迹半径与最高点处的磁场半径平粒子一定垂直打在MN上,故D正。3.BC微观粒子在匀强磁场中做速圆周运,qvB=,R=,要粒子不能从边界QQ'射出粒的入射速度v最大时轨迹与QQ'相切。如子带正,R=+d,d=,v,B正;如粒子带负电,R+=d,v=,C正。4.A由题意可知从侧观察磁体与金属圆环间的磁场向电流由高压电源的正极流向负,根左手定则可判断放电电流将发生顺时针旋,选项确。5.AC当有电流时MN向运,进入磁,所以受到的安培力向,根据左手定则可知,电流一定是从M到N,故A正确当流表的示数零,MN中没有电流通,MN受力平衡,所弹簧的弹力等于M的重,弹簧的伸长量不为零故B错误当MN到达cd,最大电流为电流表可测量的最大值,此时由力平衡条件可得mg+BIL=k(L+L),其kL=mg,则BIL,所,故C正确由I=可出任意电流的表达式为I=,所以电流和MN下降距离h是正比例函数关,所以该电流表的刻度是均匀,故D错误。6.B设流过DC边的流为I',据并联电路电压相等有I'·3R=IR,得I'=、BC边受的安力的合力为边电流向,根据左手定则安培力方向竖直向,大F=B·L=BIL,AB边所受安培力方向竖直向上大小F=BIL,以金属框受到的安培力F=F+F=BIL,方向竖直向上,故B正。7.BC根据左手定则判断知负子进入磁场后所受的洛伦兹力向,会时针旋转,由半径公式r=,正子的比相等,速率相则轨迹半径相等所以负离子也从P射出故A错误,B正确T=

π

知

ππ66ππ66比荷相,则它们的周期相等,两离子轨迹对应的圆心角都是90°在磁场中运动时间都是,故C正确。两个离子在磁场中运动轨迹的长度都是,则它们运动的路程相等,故D错。8.AD由r=可知,如果粒子的速增大为原来的二,粒子在磁场内运动时的轨道半径增大到原来的二倍粒将从d点出选A正;如果粒子的速度增大为原来的三倍,假设磁场区域足够大,粒子通过ad延长上的g点且dg=ae,知粒子将从df之间的某确定点射出,选错;如果粒子速度不变,磁场的磁感应强度变为原的二将从ae的点射出选项C错;带电粒子从e、点出时转过的角度相等,所用时间相,从f射出时转过的角度最,所用的时间最短,选项D正确二非择9.答案(1)9.81×10s(2)0.72解析(1)粒子在磁场内做匀速周运则

π垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为代入数据解得t=×s≈×10s(2)粒子在磁场中做匀速圆周运,qvB=m若沿方向入磁场的粒子运轨迹与磁场右边界相则所有粒子均不能从磁场的右边界射,如图所示由几何关系可得d=R+Rsin°代入数据可得d=0.72m10.答磁场垂直纸面向里时

05

<B<

0

磁场垂直纸面向外时

0

<B<

0解析第一种情况当磁场方向垂直纸面向里,若子从左侧上板边缘飞则粒子做圆周运动的半径R=·=6由qvB0得B=

0

5656若粒子从右侧上板边缘飞,其动轨迹如图甲所示设粒子做圆周运动的半径为R,:=-

+d

解得:R=由qvB0得B=

05所以当磁场方向垂直纸面向