高考物理单元练习含答案解析-磁场对运动电荷的作用

22课时规范练

磁场对运动电的作用课规练56页基础巩固.(多选带电粒子在磁场中的圆周运动)(2017·甘一)下图为研究带电粒子在匀强磁场中的运动的演示仪结构图。若励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直且水平向右,子速度的大小v和场的磁感应强度B分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调,下列说法正确的()仅大励磁线圈中的电,子束运动轨迹的半径将变大仅高子枪的加速电电子束运动轨迹的半径将变大C.仅增大励磁线圈中的电,电子做圆周运动的周期不变仅高电子枪的加速电,电子做圆周运动的周期不变答案BD解析电经电场加速,根据动能定得eU=

进入匀强磁场中匀速圆周运,迹半径r=

代入v可得r=

选项A错误选项正确;电子在磁场中做圆周运动的周期T=,速度无关,与磁场强度有关,项错误选项D正确。.(带电粒子在磁场中的圆周运)云统)如图所示,线MN上有垂直纸面向里的匀强磁,电子从场界上的垂直和场方向射入磁场经t时从b点开磁场。之后电子21也由点图方向以相同速率垂直磁场方向射入磁,t时间从、b连线的中点离磁场则2为()答案D

B.2A

解析两子进入同一匀强磁场由圆周运动半径公式r=

可知两电子轨迹半径相同电子直射匀磁,由几何知识可知电子磁场中运动轨迹所对圆心角为子在磁中运动轨迹所对圆心角为。周期公式对圆心角之即t∶=3∶1,D项确。12.

可知两电子运动周期相同故动间之比等于轨迹所(多解问题(2017·陕渭南一模)真空室中有垂直于纸面向里的匀强磁,个质子1、2和分别以大小相等、方向如图所示的初速度、v和v经平板MN的小孔射匀强磁场,三个质123子打到平板MN上位置到小孔的离分别是s、和不计质子重则有()123>s>s13C.=s>s12

s<s<s13s=s<s12答案D解析由知条件可知三个质子运动轨迹的半径相等。由于初速度v和的向与MN的角相13所以这两个质子的运动轨迹正好能组合成一个完整的,则这两个质子打到平板上的位置到小孔的距离是相等且小于轨迹圆的直径;而初速度为v的质子向与垂则它的运动轨迹正好2是半圆所以质子打到平板MN上位到小孔的距离恰好是圆的直即s=s<s,D正。13.(多选多解问)湖恩施模)图所示abc是个面积相等圆形匀强磁场区图中的虚线过个圆的圆,该虚线与水平方向的夹角为45°。一个重力不计的带电粒子从磁区域的M点初速度v竖向上射入磁,运动轨迹如图最后粒子从c场区域的N点开磁场。0已知粒子的质量为m,荷量为q,三个区域内匀强磁场的磁感应强度大小均为B。则)A.a和两磁场区域内磁场的方均垂直于纸面向,场区域内磁场的方向垂直于纸面向外粒在点的速度方向水平向C.粒子从M点运动到点所用的时间为粒从M点动到N点所用的时间为答案BC

解析带粒子的电性未知,以无法判断磁场的方A错;根据几何关系粒子在的速度方向水平向左,B正;粒子从M点动到N点时间为四分之三个周由Bvq=期所以运动的时间t=,C正,错。.(临界极值问

和T=可得周如图所示在0,y>空间中有恒定的匀强磁磁感应强度的方向垂直于平向里,大小为B。现有一质量为、电荷量为的带电粒,从x轴的某点沿与x轴正方向成°的方向射入磁场。不计重力的影响,下列有关说法正确的是()只粒子的速率合粒子就可能通过标原点粒在场中运动所经历的时间一定为C.粒子在磁场中运动所经历的时可能为粒在磁场中运动所经历的时可能为答案解析带正电的粒子从P沿与轴方向成30°角的方向射入磁场,则圆心在过点与度方向垂直的直线上如图所示粒子在磁场中要想到O点,转过的圆心角肯定大于180因磁场有边界故粒子不可能通过坐标原故选项A错误;由于P点位置不确定所以粒子在磁场中运动的圆弧对应的圆心角也不同,大的圆心角是圆弧与相切时即°,运动时间为,最小的圆心角为在坐标原点即°运时间为,而T=为选项C正,选项B、项错误。.

故子在磁场中运动所经的时间最长为

最短A

(临界极值问题)面OM和平面ON之的夹角为30其横截(纸面如图所平面OM上存在匀强磁场磁感应强度大小为B,向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为电荷量为(0)粒子沿纸面以大小为速度从的点向左上方射入磁场,速度与OM成30角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与只有一个交并从上一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线的距离为)B.D.答案D解析粒运动的轨迹如图:运动半径为r=

。由运动的对称性知出射速度的方向与OM间夹角为30°由图中几何关系知,AC=r°=正确。7

。所以出射点到O点距离为+r=故选项(临界极值问题)(2017·宁朝阳三校协作体联考)如图所示半径为r的形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场磁感应强度大小为B,场边界上A有一粒子源源不断地向磁场发射各种方(均平行于纸面且速度大小相等的带正电的粒(重力不计),知粒子的比荷为k速度大小为kBr。则粒子在磁场中运动的最长时间为()B.D.答案

解析粒在磁场中运动的半径为r'==2r;粒子在磁场中运动时间最长,轨迹对应的圆心角最大,时弦长最大其最大值为磁场圆的直径2r故t=.

故。(带电粒子在磁场中的圆周运)湖武汉模)如图所在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场圆的直径。一带电粒子从a点入磁速度大小为v、方向与成°角时恰好从飞出磁且粒子在磁场中运动的时间为t若同一带电粒子从a点ab向射入磁场也经时间t飞出磁场则其速度大小为

()

vv答案解析设形区域直径为d如甲所示,子从a射入从飞出磁运动时间t=,半径r=d=;如图乙所示粒子从a点ab方射入磁运时间t=,偏角为60,且30=1半径r=d=,速度,选项C正。2导学号06400467能力提升.A

-26-195-6--26-195-6-(2017·江南京、盐城一如图所示在以O为心的圆区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁,磁感应强度为02T。、CO为的两条半,夹角为120°一质量为m=.×kg电荷量1.×的粒子经电场加速从图中A点沿方进入磁,后以v=.×m/s的速度从离开磁场。不计粒子的重求(1)加速电场的电压;(2)粒子在磁场中运动的时;(3)圆形有界磁场区域的半径。答案(1)1V(2)10×解析(1)在加速电场中

s058m

2U=V粒子在磁场中运动的周期T=t==1.×s由Bqv=m

可知,粒子运动的轨迹半径r==10圆形磁场的半径为r'=r30=.。导学号10湖北孝感六校联)如图所示中轴线PQ将形域成上、下两部,上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场,部分充满垂直纸面向里的匀强磁,感应强度大小皆为。一质量为m、电荷量为+q的子从P点入磁场速度与边界MC的角30°。MC边为边为a不计粒子重力。(1)若要该粒子不从边出磁场其速度最大是多?

(2)若从粒子由P点入磁场后开始计数在粒子第五次穿越线恰好从点过射出磁场,则粒子运动的速度又是多答案((2)解析(1)设该粒子恰不从MN边射出磁场时的轨迹半径为r由几何关系得r=r-解得mmr,由qvB=,得最大速度v=mm

。当粒子第五次穿越时恰好从Q点过射出磁,几何关系得×rsin60=a解得r=a又由解得速度11重庆适应性测)

。如图所示在圆心为O的圆形区域内存在磁感应强度大小、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。边界上的一粒子源A,向磁场区域发射出质量为m、电荷量为的粒,速度大小均为v,方向垂直于磁场且分布在AO右角范围内(为)。磁场区域的半径为

其左侧有与平的接收屏不计带电粒子所受重力和互作用求:(1)沿方入射的粒子离开磁场时的方向与入射方向的夹;(2)接收屏上能接收到带电粒子区的宽度。答案((2)解析(1)根据带电粒子在磁场中的动规可知粒子在磁场中沿逆时针方向做圆周运,设其半径为r有qBv=,r=

可知,带电粒子运动半径与磁场区域半相等。沿AO射入磁场的粒子离开磁场时的方向与入射方向之间的夹角为,如图甲所示。A

设粒子入射方向与夹