（高考物理高分突破试题）专题9磁场（解析版）

（高考物理高分突破试题）专题9磁场（解析版）（高考物理高分突破试题）专题9磁场（解析版）/（高考物理高分突破试题）专题9磁场（解析版）专题9磁场一、安培定则、左手定则、右手定则的应用(左力右电).二、几种常见的磁感线分布：直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则立体图横截面图特高压直流输电是国家重点工程,部分输电线路简化图如图所示.高压输电线上使用"abcd正方形间隔棒"支撑导线L1、L2、L3、L4,其目的是固定各导线间距,防止导线互相碰撞,图中导线L1、L2、L3、L4水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上,并与"abcd正方形间隔棒”所在平面垂直,abcd的几何中心为O点,O点到四根导线的距离相等并远小于导线的长度,忽略地磁场影响,当四根导线通有等大、同向的电流时,下列说法正确的是()A．O点的磁感应强度沿ac连线方向B．O点的磁感应强度沿bd连线方向C．L1所受安培力沿正方形的对角线ac方向D．L1所受安培力沿正方形的对角线bd方向【解答】解：AB．四条导线的电流相等,且O点到四条导线距离相等,根据右手定则和对称,L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向,L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向,根据磁感应强度叠加原理,四条导线在O点的磁感应强度等于零,故AB错误;CD．其余三条导线对L1都是吸引力,结合对称性可知,L1所受安培力的方向沿正方形的对角线ac方向,故C正确,D错误.故选：C.两根通电细长直导线紧靠着同样长的塑料圆柱体,图甲是圆柱体和导线1的截面,导线2固定不动(图中未画出).导线1绕圆柱体在平面内第一与第二象限从θ＝0缓慢移动到π,测量圆柱体中心O处磁感应强度,获得沿x方向的磁感应强度Bx随θ的图像(如图乙)和沿y方向的磁感应强度By随θ的图像(如图丙).下列说法正确的是()A．导线1电流方向垂直纸面向里B．导线2在第三象限角平分线位置C．随着θ的增大,中心O处的磁感应强度先变大后变小D．当θ＝0.25π时,中心O处的磁感应强度方向沿第四象限角平分线向外【解答】解：B、当导线1转动0.5π时,根据安培定则(或右手螺旋定则)可知,导线1此时只产生了x轴方向的磁场,又因为此时O点只有沿x轴正方向的磁场,可知导线2在竖直方向上没有分量,所以导线2不可能位于第三象限的角平分线上,只能是在y轴上,故B错误;A、根据丙图可知,导线1在初始状态在O点产生的磁场沿y轴负方向.根据右手螺旋定则可知导线1中电流方向垂直纸面向外.故A错误;C、磁感应强度为矢量,根据勾股定理,可知中心O处的磁感应强度为B=Bx2+ByD、θ＝0.25π时,导线1产生的磁感应强度方向沿第四象限角平分线,但导线2产生的磁场沿x轴正方向.故中心O处的磁感应强度方向在x轴正方向与第四象限角平分线之间.并不是沿第四象限的角平分线,故D错误.故选：C.如图甲所示,为特高压输电线路上使用六分裂阻尼间隔棒的情景.其简化如图乙,间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上,O为正六边形的中心,A点、B点分别为Oa、Od的中点.已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比,与到导线的距离成反比.6条输电导线中通有垂直纸面向外,大小相等的电流,其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F,则()A．O点的磁感应强度大小为零B．A点和B点的磁感应强度相同C．a导线所受安培力为FD．a导线所受安培力方向沿Oa指向a【解答】解：A．根据右手螺旋定则结合对称性可知a和d导线在O点处的磁场等大反向,b和e导线在O点处的磁场等大反向,c和f导线在O点处的磁场等大反向,故O点的磁感应强度为零,故A正确;B．根据对称性可知A点和B点的磁感应强度大小相等,方向不同,关于O点对称,故B错误;CD．根据题意可知b、f对导线a的安培力大小F,e、c对导线a的安培力大小为33F,d对导线a的安培力大小为FF因为导线的电流方向相同,所以导线直线安培力表现为相互吸引,则a导线所受安培力方向沿aO指向O,故CD错误.故选：A.如图所示,四根通有恒定电流的长直导线垂直xOy平面放置,四根长直导线与xOy平面的交点组成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称,各导线中电流方向已标出,其中导线1、3中电流大小为I,导线2、4中电流大小为2I.已知通电长直导线周围的磁感应强度大小与电流成正比、与该点到通电长直导线的距离成反比,即B=kIr、下列说法正确的是A．长直导线1、4之间的相互作用力为吸引力B．一垂直于纸面并从O点射入的粒子,将做圆周运动C．导线4受到的导线1、2、3的作用力的合力方向指向O点D．仅将导线2中的电流反向,则导线2和4连线上各点磁感应强度方向均相同【解答】解：A、当通有同向电流时,通电导线之间表现为吸引力,当通有反向电流时,通电导线之间表现为斥力,长直导线1、4中电流方向相反,两导线之间的作用力为斥力,故A错误;B、由右手螺旋定则得,1导线和3导线在O点产生的磁感应强度等大反向,2导线和4导线在O点产生的磁感应强度等大反向,则O点的磁感应强度为零,因此过O点垂直于纸面射入的粒子,将做匀速直线运动,故B错误;C、长直导线1在长直导线4处产生的磁感应强度大小为B1=导线3在长直导线4处产生的磁感应强度大小也为B1,方向竖直向上;长直导线2在长直导线4处产生的磁感应强度大小为B2=k⋅2I2则三根导线在4处的合场强为零,导线4不受安培力,故C错误;D、根据右手螺旋定则和矢量合成可得,导线1和3在O点产生的磁感应强度等大反向,合磁感应强度为零,导线2和4连线上除O点以外的其它点处的合磁感应强度方向垂直于导线2和4的连线斜向左上;将导线2中的电流反向,导线2和4在连线上产生的磁场磁感应强度垂直于连线斜向左上,则导线2和4连线上各点合磁感应强度方向均垂直于导线2和4的连线斜向左上,方向相同,故D正确.故选：D.如图所示,在竖直绝缘圆筒水平直径两端分别固定一直导线A1A2和B1B2,两导线中通有相同的恒定电流I;圆筒水平直径AB与CD垂直,其中A、B,C、D分别为该两直径的端点,且A、B分别为A1A2和B1B2的中点.下列说法正确的是()A．C、D两点处的磁感应强度相同B．沿圆筒水平直径AB,由A至B磁感应强度逐渐减小C．沿圆筒水平直径AB,由A至B磁感应强度先增大后减小D．若将导线A1A2保持竖直沿桶壁绕O1O2缓慢转过90°,则O点的磁感应强度逐渐增大【解答】解：A、因为导线中的电流大小相等,画出装置的俯视图如图甲：它们在C、D两点产生的磁场的磁感应强度大小相等,由右手螺旋定则及磁场叠加可知,C、D的磁感应强度等大反向,故A错误;BC、同理可知,O处磁感应强度为0,所以沿水平直径AB,由A到B磁感应强度应先减小后增大,故BC错误;D、A1A2导线沿桶壁绕O1O2缓慢转过90°的过程中,O处的磁感应强度变化情况如图乙所示,可知O处的磁感应强度逐渐增大,故D正确.故选：D.三、磁感应强度的定义式B＝eq\f(F,IL),安培力大小F＝BIL(B、I、L相互垂直,且L为有效长度)四、同向电流相互吸引,反向电流相互排斥.安装适当的软件后,利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.在手机上建立三维直角坐标系,手机显示屏所在平面为xOy平面,x轴、y轴如图所示,z轴垂直手机屏正面向外.经探测发现当磁场在x、y、z方向的分量与所建坐标系对应正方向相同时显示的示数为正值,反向时为负值.某同学在某地对地磁场进行了六次测量,前四次测量时手机屏面保持水平且正面朝上.根据表中测量结果可推知()测量序号Bx/μTBy/μTBz/μT1﹣25.130﹣36.502﹣24.560﹣36.003024.22﹣36.4040﹣24.14﹣36.505﹣43.94﹣7.3106﹣26.6834.560A．测量地点位于南半球B．当地地磁场的磁感应强度大小约为60μTC．第3、4次测量时x轴均与磁场方向垂直D．第5、6次测量时手机屏均与磁场方向垂直【解答】解：A．地磁场如图所示地磁南极位于地理北极附近,地磁北极位于地理南极附近,由表中z轴数据可看出z轴的磁场竖直向下,则测量地点应位于北半球,故A错误;B．磁感应强度为矢量,由表格中的数据,根据平行四边形定则,此处的磁感应强度为：B=代入数据得：B≈45μT,故B错误;C．北半球的磁场指向北方斜向下,第3、4次测量Bx＝0,故x轴与磁场方向垂直,故C正确;D．第5、6次测量时,Bz＝0,故z轴与磁场方向垂直,xOy平面(手机屏所在平面)与磁场方向平行,故D错误.故选：C.如图所示,无限长直导线A、B和以点p为圆心的圆形导线C、D固定在xy平面内.导线C、D有强度相同的恒定电流,导线B中有强度为I0、方向为+x的电流.导线C在p点产生的磁感应强度B0.当导线A中的电流改变时,导线A～D的电流在p点产生的磁感应强度大小如下表,下列叙述正确的是()导线A的电流导线A～D的电流在p点产生的磁感应强度大小强度方向0无0I0+y?I0﹣yB0A．表格中的"?”应填入2B0B．导线B中电流在p点产生的磁感应强度大小为B0C．导线D中电流在p点产生的磁感应强度比导线B产生的要小D．导线C中电流在p点产生的磁感应强度方向是垂直xy平面向内【解答】解：A．导线A中的电流为0时,p点合磁感应强度为零,即B、C、D三条导线产生合磁场为零,当A中电流为﹣I0时,p点合磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外,故当A中的电流为I0时,p点合磁感应强度仍为B0,方向应垂直纸面向里,故A错误;B．由于A、B导线到p点距离相等,根据对称性,B中电流在p点产生的磁感应强度大小为B0,故B正确;C．导线D中电流大小及方向不确定,不能比较其在p点产生磁感应强度与导线B产生磁感应强度,故C错误;D．导线C中电流方向未知,导线C中电流在p点产生的磁感应强度方向不能确定,故D错误.故选：B.如图所示,矩形abcd的边长bc是ab的2倍.两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流,垂直穿过矩形平面,与平面交于e、f两点,其中e、f分别为ad、bc的中点,下列说法正确的是()A．a点与b点的磁感应强度相同B．a点与c点的磁感应强度相同C．a点与d点的磁感应强度相同D．a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同【解答】解：通电导线在周围产生的磁场,磁感应强度大小为B＝kIr,方向由安培定则可知垂直于点到导线垂直线段,从右向左画出各点的磁感应强度平面图,如图所示,由对称性可知a与c点的合磁感应强度等大同向,b与d两点的合磁感应强度等大同向,故ACD错误,B正确故选：B.反亥姆霍兹线圈是冷原子实验室中的科研装置,结构如图所示.一对完全相同的圆形线圈,共轴放置.已知O为装置中心点,a、b、c、d点到O点距离相等,直线dOb与线圈轴线重合,直线cOa与轴线垂直.现两线圈内通入大小相等且方向相反的电流,则()A．两线圈间为匀强磁场B．O点的磁感应强度为零C．a、c两点的磁感应强度相同D．b、d两点的磁感应强度相同【解答】解：B.根据安培定则,左侧线圈产生的磁场在b、d点处的磁感应强度方向整体向右,右侧线圈产生的磁场在b、d点处的磁感应强度方向整体向左,由于两线圈内通入的电流大小相等,根据对称性可知,两线圈在O点产生的磁场的磁感应强度大小相等,方向相反,则O点的磁感应强度为零,故B正确;A.根据上述O点的磁感应强度为零,可知两线圈间的磁场不是匀强磁场,故A错误;C.根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知,左侧线圈在a点的磁场方向斜向右下方,在c点的磁场方向斜向右上方,右侧线圈在a点的磁场方向斜向左下方,在c点的磁场方向斜向左上方,根据对称性结合磁场叠加可知,两线圈在a、c两点的磁感应强度大小相等,方向相反,即a、c两点的磁感应强度不相同,故C错误;D.根据环形电流磁场的磁感线分布规律可知,左侧线圈在b、d两点的磁场方向均向右,右侧线圈在b、d两点的磁场方向均向左,根据对称性结合磁场叠加可知,b、d两点的磁感应强度大小相等,方向相反,即b、d两点的磁感应强度不相同,故D错误.故选：B.空间存在垂直纸面的匀强磁场(未画出),磁感应强度为B0,将一通有顺时针方向恒定电流的圆形导体环a放置于纸面内(如图甲),此时圆心O处的磁感应强度为零.若将磁场中的导体环a替换为半径相同的半圆形导体弧b,通以逆时针方向、同样大小的恒定电流(如图乙),则以下说法正确的是()A．空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里B．乙图圆心O处的磁感应强度为1C．乙图半圆形导体弧b在圆心O处产生磁场的磁感应强度为3D．乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向外【解答】解：A、根据安培定则可知,恒定电流在圆心处的磁感应强度方向垂直纸面向里,此时圆心O处的磁感应强度为零,所以空间匀强磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外,故A错误;BCD、据题意可知,圆形导体环a在圆心处产生的磁场的磁感应强度大小为B0,则通以逆时针方向、同样大小的恒定电流的半圆形导体弧b在圆心处产生的磁场的磁感应强度大小为B02,根据安培定则可知,方向垂直纸面向外,所以乙图圆心O处的磁感应强度方向垂直纸面向外,故BC错误,D正确.故选：D.五、洛伦兹力充当向心力,六、粒子做圆周运动的时间两种求法：t＝eq\f(θ,2π)T(或t＝eq\f(θR,v))．如图所示,带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场,关于小球运动和受力说法正确的是()A．小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右B．小球运动过程中的速度不变C．小球运动过程的加速度保持不变D．小球受到的洛伦兹力对小球做正功【解答】解：A．带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场中,小球受洛伦兹力和重力的作用做曲线运动,根据左手定则,可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右,故A正确;B．小球受洛伦兹力和重力的作用,做曲线运动,速度的方向时刻变化,故B错误;C.小球受洛伦兹力和重力的作用做曲线运动,重力始终竖直向下,洛伦兹力始终与速度方向垂直,且速度方向时刻变化,合力方向时刻变化,根据牛顿第二定律,加速度的方向时刻变化,故C错误.D．小球受洛伦兹力和重力的作用做曲线运动,洛伦兹力始终与速度方向垂直,根据功的定义,洛伦兹力永不做功,故D错误.故选A.三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中,它们的运动轨迹分别如图所示.则()A．粒子a可能带负电B．粒子b可能带正电C．粒子c一定带负电D．粒子b一定带负电【解答】解：三种粒子的初速度方向相同,均向上,磁场方向是垂直向内;a向左偏转,b不偏转,c向右偏转,说明粒子a受洛伦兹力向左,b不受洛伦兹力,c受向右的洛伦兹力;根据左手定则可以判断a带正电,b不带电,c带负电;故ABD错误,C正确;故选：C.如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,有a、b两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动,a的初速度为v,b的初速度为2v,则()A．a做圆周运动的轨道半径大B．b做圆周运动的周期大C．a、b同时回到出发点D．a、b在纸面内做逆时针方向的圆周运动【解答】解：A、电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得：evB＝mv2ra,e×2vB＝m(2v)2rb,解得：ra=mveB,rbBC、电子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πrv=2πmeB,电子做匀速圆周运动的周期与电子的速度无关,两电子做匀速圆周运动的周期相等,两电子同时回到出发点D、由左手定则可知,电子刚射入磁场时电子所受洛伦兹力水平向右,电子沿顺时针方向做匀速圆周运动,故D错误.故选：C.如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里,图中虚线为磁场的边界,其中bc段是半径为R的四分之一圆弧,ab、cd的延长线通过圆弧的圆心,Ob长为R.一束质量为m、电荷量为正q的粒子,在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场,其中M、N是圆弧边界上的两点,不计粒子间的相互作用和重力.则下列分析中正确的是()A．从M点射出的粒子速率可能大于从N点射出粒子的速率B．从圆弧bc射出的所有粒子中,从圆弧bc中点射出的粒子所用时间最短C．从M点射出的粒子在磁场中运动的时间可能大于从N点射出的粒子在磁场中运动的时间D．从边界cd射出的粒子在磁场中运动的时间一定小于从圆弧bc段射出的粒子在磁场中运动的时间【解答】解：A．粒子受到的洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律可得：qvB解得：v从M点射出粒子的圆周半径更小,则速度更小,故A错误;B．由周期的计算公式可得：t粒子周期不变,圆周运动的圆心角越大,运动时间越长,由几何关系可知,弦切角等于圆心角的一半,当弦切角越小,运动时间越短,如图入射速度为的方向与弦的夹角等于弦切角,根据轨迹图可知,当弦与bc圆弧边界相切时,入射速度为的方向与弦的夹角最小,弦切角最小,运动时间最短,故B错误;C．M、N两点具体位置未知,从M点射出的粒子在磁场中运动的时间可能大于从N点射出的粒子在磁场中运动的时间,故C正确;D．由上图可知,从边界cd射出的粒子在磁场中运动的时间不一定小于从圆弧bc段射出的粒子在磁场中运动的时间,故D错误.故选：C.云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场,一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b,如图所示,a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧,半径之比ra：rb＝6：1,相同时间内的径迹长度之比la：lb＝3：1,不计重力及粒子间的相互作用力()A．粒子a电性为正B．粒子a、b的质量之比ma：mb＝6：1C．粒子a、b在磁场中做圆周运动的周期之比Ta：Tb＝1：2D．粒子b的动量大小p【解答】解：A．由图中轨迹结合左手定则可知,粒子a电性为负,故A错误;B．相同时间内的径迹长度之比la：lb＝3：1,可知粒子a、b的速率之比为va：vb＝la：lb＝3：1根据洛伦兹力提供向心力有qvB可得：r=由于粒子a、b的电荷量大小相等,半径之比ra：rb＝6：1,则有mava：mbvb＝ra：rb＝6：1联立可得：ma：mb＝2：1,故B错误;C．根据周期表达式T=可得粒子a、b在磁场中做圆周运动的周期之比Ta：Tb＝ma：mb＝2：1,故C错误;D．选择竖直向下的方向为正方向,根据动量守恒可得mv＝mava+mbvb又mava：mbvb＝ra：rb＝6：1联立可得粒子b的动量大小为pb故选：D.七、粒子在磁场中打得最远时,往往是其入射点与出射点的连线是其轨迹圆的直径.八、带电粒子在不同边界磁场中的运动：类别特点图示直线边界进出磁场具有对称性平行边界存在临界条件圆形边界沿径向射入必沿径向射出环形边界与边界相切如图,圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场,Oa、Ob、Oc、Od是以不同速率对准圆心入射的正电子或负电子的运动径迹,a、b、d三个出射点和圆心的连线与竖直方向分别成90°、60°、45°角,下列判断正确的是()A．沿径迹Oc、Od运动的粒子均为正电子B．沿径迹Oc运动的粒子在磁场中运动时间最短C．沿径迹Oa、Od运动的粒子在磁场中运动时间之比为2：1D．沿径迹Oa、Ob运动的粒子动能之比为3：1【解答】解：A．由左手定则可判断沿径迹Oc,Od运动的粒子均带负电,故A错误;B．根据题意可知正电子和负电子的电量q和质量m均相等,粒子在磁场中做匀速圆周运动,粒子受到的洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律可得：qvB根据运动学公式可得：T解得：T可知四种粒子的周期相等,而沿径迹Oc运动的粒子偏转角最大,圆心角也最大,设偏转角为θ,由t可知沿径迹Oc运动的粒子在磁场中运动时间最长,故B错误;C．沿径迹Oa运动的粒子在磁场中偏转角度为θa＝90°沿径迹Od运动的粒子在磁场中偏转角度为θd＝45°两粒子运动周期大小相同,则t可知,Oa、Od运动的粒子在磁场中运动时间之比为2：1,故C正确;D．设圆形磁场半径为r,根据几何关系可得沿径迹Oa,Ob运动的粒子轨道半径分别为ra＝rr根据qBv可得：v根据动能E可知沿径迹Oa、Ob运动的粒子动能之比为1：3,故D错误.故选：C.如图所示,半径为R的圆形区域中充满了垂直纸面向外的匀强磁场,O为圆心,AO与水平方向的夹角为30°.现有带正电粒子a从A点沿水平方向以大小为v0的速度垂直磁场射入,其离开磁场时,速度方向刚好改变了180°;另一带负电粒子b以大小相同的速度从C点沿CO方向垂直磁场射入.已知a、b两粒子的比荷之比为2：1,不计粒子的重力和两粒子间的相互作用.下列说法不正确的是()A．a、b两粒子做圆周运动的半径之比为1：2B．b粒子竖直向下射出磁场C．b粒子在磁场中运动的时间为πRD．两粒子在圆形边界的射出点间的距离为R【解答】解：AB、a粒子离开磁场时,速度方向刚好改变了180°,表明粒子在磁场中转动了半周,其轨迹如图由几何关系得r根据牛顿第二定律和洛伦兹力提供向心力,有q解得rb粒子进入磁场,有q'v解得r根据左手定则,可知b粒子竖直向下射出磁场且r1：r2＝1：2,故AB正确;C、b粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角为速度的偏转角,即为90°,b粒子在磁场中运动的时间为t2=14TD．由AB选项中的解析可知,b粒子在磁场圆的正下方射出磁场,a粒子离开磁场时的点和磁场圆心的连线与水平方向的夹角为30°,则几何关系可知两个出射点与圆心构成等边三角形,即两粒子在圆形边界的射出点间的距离为R.故D正确.本题选不正确的,故选：C.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入,沿曲线dpa打到屏MN上的a点.若该微粒经过p点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN上.微粒所受重力均可忽略,下列说法正确的是()A．微粒带负电B．碰撞后,新微粒运动轨迹不变C．碰撞后,新微粒运动周期不变D．碰撞后,新微粒在磁场中受洛伦兹力变大【解答】解：A、微粒进入磁场时受到的洛伦兹力向左,根据左手定则可知,微粒带正电,故A错误;B、带电微粒和不带电微粒碰撞,遵守动量守恒定律,故碰撞后总动量p不变,总电荷量q也保持不变,由Bqv＝mv2r得：p、q都不变,可知碰撞后,新微粒的轨迹半径r不变,则新微粒运动轨迹不变,故B正确;C、根据周期公式T=2πmqB,新微粒质量增大,q不变,故新微粒运动的周期增大,故D、由p＝mv知,碰撞后质量增大,速度减小,根据洛伦兹力公式F＝qvB知,新微粒在磁场中受洛伦兹力变小,故D错误.故选：B.如图所示,纸面内有一圆心为O,半径为R的圆形磁场区域,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸面向里.由距离O点0.4R处的P点沿着与PO连线成θ＝30°的方向发射速率大小不等的电子.已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电子的重力且不考虑电子间的相互作用.为使电子不离开圆形磁场区域,则电子的最大速率为()A．7eBR10mC．21eBR40m【解答】解：电子的速率最大时,运动轨迹如图,此时电子的运动轨迹与磁场边界相切,根据evB=v电子运动半径最大,速度最大.电子圆周运动的圆心与圆形磁场的圆心以及切点共线,过电子圆周运动的圆心做OP的垂线,由几何关系得rcos解得：r则最大速率为：v=21eBR40m,故故选：C.如图所示,在平面直角坐标系xOy的第Ⅳ象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场,一质量为5×10﹣8kg、电荷量为1×10﹣6C的带正电粒子,以20m/s的速度从y轴上的P点沿与y轴负方向成45°角的方向进入磁场.已知OP=10(2+2)cm,不计粒子所受重力,若粒子恰好未进入x轴上方区域A．0.3TB．0.05TC．3TD．5T【解答】解：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,设其运动半径为R,恰好未进入x轴上方区域的运动轨迹如下图所示：由几何关系得：OP＝R+Rcos45°已知：OP＝10(2+2)cm＝0.1(2+解得：R＝0.2m由洛伦兹力提供向心力得：qvB=解得：B＝5T,故D正确,ACB错误;故选：D.九、动态圆问题：(多选)地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入,赤道剖面外地磁场可简化为包围地球一定厚度的匀强磁场,方向垂直该剖面,如图所示.图中给出了速度在图示平面内,从O点沿平行与垂直地面2个不同方向入射的微观带电粒子(不计重力)在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c,且它们都恰不能到达地面.则下列相关说法中正确的是()A．沿a轨迹运动的粒子带负电B．若沿a、c两轨迹运动的是比荷相同的粒子,则c粒子的速率更大C．某种粒子运动轨迹为a,若它速率不变,只是改变射入地磁场的速度方向,则只要其速度在图示平面内,粒子可能到达地面D．某种粒子运动轨迹为b,若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射,则有可能到达地面【解答】解：A、由左手定则可知,沿a轨迹运动的粒子带负电,故A正确;B、由半径公式r=mvqB可知,沿c轨迹运动的半径大,则沿c轨迹运动的粒子的速率更大,故BC、圆的直径为最长的弦,图中粒子运动轨迹a对应弦长为直径时都到不了地面,则其他方向的也将不会到达地面,故C错误;D、由图可知,粒子运动轨迹为b时与地面相切,当粒子射入的速度方向沿顺时针转过小于90度的锐角时,都可到达地面,故D正确.故选：ABD.如图所示,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,一带电粒子从圆周上的P点沿半径方向射入磁场.若粒子射入磁场时的速度大小为v1,运动轨迹为PN;若粒子射入磁场时的速度大小为v2,运动轨迹为PM.不计粒子的重力,下列判断正确的是()A．粒子带负电B．速度v1大于速度v2C．粒子以速度v1射入时,在磁场中运动时间较长D．粒子以速度v1射入时,在磁场中受到的洛伦兹力较大【解答】解：A、根据左手定则可知粒子带正电,故A错误;B、根据牛顿第二定律有：qvB=mv2R,变形解得：v=qBRm,根据图中轨迹可知,R1＜R2,则有v1D、粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为：F＝qvB,由于v1＜v2,可知F1＜F2,故粒子以速度v1射入时,在磁场中受到的洛伦兹力较小,故D错误.C、粒子在磁场中的运动周期为：T=2πRv=2由图可知运动轨迹为PN对应的圆心角大于运动轨迹为PM对应的圆心角,故粒子以速度v1射入时,在磁场中运动时间较长,故C正确;故选：C.如图所示为一圆形区域的匀强磁场,在O点处有一放射源,沿半径方向射出速度为v的不同带电拉子,其中带电粒子1从A点飞出磁场,带电粒子2从B点飞出磁场,不考虑带电粒子的重力,则()A．带电粒子1与带电粒子2在磁场中运动时间的比2：3B．带电粒子1与带电粒子2做圆周运动的半径比为3C．带电粒子1的比荷与带电粒子2的比荷的比为1：3D．带电粒子1与带电粒子2在磁场中周期比为3：1【解答】解：B、设磁场区域半径为R,粒子运动轨迹如图所示：由几何知识得,粒子转过的圆心角：θ1＝120°,θ2＝60°,粒子的运动轨道半径：r1＝Rtan30°=33R,r2＝Rtan60°带电粒子1与带电粒子2做圆周运动