【金榜教师用书】2021届高考物理二轮复习精讲精练-高效演练-第8讲-磁场及带电粒子在磁场中的运动

温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。高效演练1.(2022·新课标全国卷Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小肯定变为原来的一半【解析】选B。本题考查安培力的大小和方向。安培力总是垂直于磁场与电流所打算的平面,因此,安培力总与磁场和电流垂直,A错误,B正确;安培力F=BILsinθ,其中θ是导线与磁场方向的夹角,所以C错误;将直导线从中点折成直角,导线受到安培力的大小不仅与有效长度有关,还与导体在磁场中的相对位置有关,D错误。2.(2022·廊坊一模)两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场,在磁场中它们的运动轨迹如图所示。粒子a的运动轨迹半径为r1,粒子b的运动轨迹半径为r2,且r2=2r1,q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量,则()A.a带负电、b带正电,比荷之比为QUOTE∶QUOTE=2∶1B.a带负电、b带正电,比荷之比为QUOTE∶QUOTE=1∶2C.a带正电、b带负电,比荷之比为QUOTE∶QUOTE=2∶1D.a带正电、b带负电,比荷之比为QUOTE∶QUOTE=1∶1【解析】选C。由粒子的运动轨迹及左手定则可推断,a带正电、b带负电,依据qvB=mQUOTE,可得QUOTE=QUOTE,所以QUOTE∶QUOTE=r2∶r1=2∶1,选项C正确。3.(2022·武汉一模)如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面对里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L)。一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°。下列说法中正确的是()A.电子在磁场中运动的时间为QUOTEB.电子在磁场中运动的时间为QUOTEC.磁场区域的圆心坐标为(QUOTE,QUOTE)D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-2L)【解析】选B。如图所示,依据几何关系得ab=2L,Ob=QUOTEL,所以磁场区域的圆心坐标(QUOTE,QUOTE),C错误;电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-L),D错误;电子在磁场中运动的半径R=2L,运动的时间为t=QUOTE×QUOTE=QUOTE,A错误,B正确。4.(2022·东城区二模)如图所示,M、N为两条沿竖直方向放置的直导线,其中有一条导线中通有恒定电流,另一条导线中无电流。一带电粒子在M、N两条直导线所在的平面内运动,曲线ab是该粒子的运动轨迹。带电粒子所受重力及空气阻力均可忽视不计。关于导线中的电流方向、粒子带电状况以及运动的方向,下列说法正确的是()A.M中通有自上而下的恒定电流,带负电的粒子从a点向b点运动B.M中通有自上而下的恒定电流,带正电的粒子从a点向b点运动C.N中通有自上而下的恒定电流,带正电的粒子从a点向b点运动D.N中通有自上而下的恒定电流,带负电的粒子从a点向b点运动【解题指南】解答本题应留意以下三点:(1)由运动轨迹确定粒子偏转半径的大小变化;(2)由qvB=mQUOTE确定磁感应强度与半径的关系;(3)由安培定则确定直线电流方向与磁场方向的关系。【解析】选A。靠近导线M处,粒子的偏转程度大,说明靠近M处偏转的半径小,洛伦兹力供应电子偏转的向心力,由qvB=mQUOTE得圆周运动的半径r=QUOTE,粒子速率不变,偏转半径变小,说明B变强,又靠近通电直导线的地方磁场强,故只有M中通电流,故C、D错误;依据曲线运动的特点,合外力指向弧内,当M通向下的电流且粒子从a点向b点运动,利用安培定则可推断,在M、N之间的磁场为垂直纸面对外,依据左手定则可以推断,该粒子应带负电,故A正确,B错误。5.如图所示,一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入,两个板间存在垂直纸面对里的匀强磁场。已知两板之间距离为d,板长为d,O点是板的正中间,为使质子能从两板间射出,试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子的带电荷量为e,质量为m)。【解析】质子在磁场中运动,由牛顿其次定律得:ev0B=mQUOTE解得:R=QUOTE质子在磁场中运动轨迹如图所示:若质子从边界PN射出,则:R1=QUOTE解得:B1=QUOTE若质子从边界MQ射出,则满足:QUOTE=d2+(R2-QUOTE)2解得:R2=QUOTE故B2=QUOTE所以为使质子能从两板间射出,磁感应强度B的范围是B2≤B≤B1,即QUOTE≤B≤QUOTE答案:QUOTE≤B≤QUOTE【总结提升】带电粒子在磁场中运动临界问题的解题思路(1)解决带电粒子在磁场中运动的临界问题,关键在