2013届高三物理二轮冲刺《对带电粒子在磁场中运动的考查》知识点专练练习(30分钟含详解)
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1、对带电粒子在磁场中运动的考查(本卷共5小题,满分60分建议时间:30分钟 )命题专家寄语本部分是新课标重点内容,也是高考重点和难点,考查知识多结合圆周运动的规律,综合考查推理能力、分析能力、应用数学知识处理物理问题的能力.五十五、洛伦兹力的大小和方向1(多选)(2012江苏南通二模,4)如图2所示,在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向外,电场在图中没有标出一带电小球从a点射入场区,并在竖直面内沿直线运动至b点,则小球 ()图2A可能带正电B受到电场力的方向一定水平向右C从a到b过程,克服电场力做功D从a到b过程中可能做匀加速运动2(2012北京西城二模,15)如图1所示
2、,在两个水平放置的平行金属板之间,电场和磁场的方向相互垂直一束带电粒子(不计重力)沿着直线穿过两板间的空间而发生偏转则这些粒子一定具有相同的 ()图1A质量m B电荷量qC运动速度v D比荷五十六、带电粒子的运动规律3如图3甲是回旋加速器的原理示意图其核心部分是两个D型金属盒,在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定),并分别与高频电源相连加速时某带电粒子的动能Ek随时间t变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是()图3A高频电源的变化周期应该等于tntn1B在Ek-t图象中t4t3t3t2t2t1C粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越
3、大D不同粒子获得的最大动能都相同4如图4所示,长方形abcd长ad0.6 m,宽ab0.3 m,O、e分别是ad、bc的中点,以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B0.25 T一群不计重力、质量m3107 kg、电荷量q2103 C的带电粒子以速度v5102 m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域()图4A从Od边射入的粒子,出射点全部分布在Oa边B从aO边射入的粒子,出射点全部分布在ab边C从Od边射入的粒子,出射点分布在Oa边和ab边D从aO边射入的粒子,出射点分布在ab边和be边五十七、带电粒子在有界磁场中的运动图55电子质量为m,电荷量为e,从
4、坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限,射入时速度方向不同,速度大小均为v0,如图5所示现在某一区域加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏MN上,荧光屏与y轴平行,求:(1)荧光屏上光斑的长度;(2)所加磁场范围的最小面积参考答案1C因粒子运动过程中所受电场力与洛伦兹力与速度方向垂直,则粒子能沿直线运动时必是匀速直线运动,电场力与洛伦兹力相平衡,即qEBqv,可得v是一定值,则C正确2AC由于洛伦兹力与速度有关,所以可推断小球做匀速直线运动,由合力为零分析可知,小球可能带正电也可能带负电,电场强度的方向也不是唯一确定的,故A正确,B、D均
5、错根据动能定理可知,重力与电场力对小球做的总功必为零,重力做正功,所以电场力做负功,故C正确3B高频电源的变化周期应该等于2(tntn1),选项A错误;由qvB得R,粒子获得的最大动能Ekmv2,与加速次数无关,选项C错误对于同一回旋加速器,半径R一定,磁感应强度B一定,粒子获得的最大动能Ek与粒子电荷量q和质量有关,选项D错误4D由题知,粒子在磁场中做圆周运动的半径rab0.3 m,因rab0.3 m,故从Od边射入的粒子全部从be边射出,故A、C错误;从aO边射入的粒子出射点分布在ab和be边,故D正确、B错误5解析(1)如图所示,求光斑长度,关键是找到两个边界点,初速度方向沿x轴正方向的电子,沿弧OB运动到P;初速度方向沿y轴正方向的电子,沿弧OC运动到Q.电子在磁场中的运动半径为R,由图可知PQR(2)沿任一方向射入第一象限的电子经磁场偏转后都能垂直打到荧光屏MN上,所加最小面积的磁场的边界是以O(0,R)为圆心, R为半径的圆的一部分,如图中实线所示,所以磁场范围的最小面积SR2R2R22.答案(1)(2)2
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