浙江选考2020版高考物理总复习练习：第八章2第2节磁场对运动电荷的作用练习含解析

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1、 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用 1速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹照片如图所示，则磁场最强的是( ) 解析：选 D.由qvBmv2R可得BmvqR.磁场最强的是对应轨迹半径最小，选项 D 正确 2(2019温州期末联考)如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，带电粒子沿轨迹由A点运动到B点匀强磁场垂直于纸面向里该粒子在运动过程中质量和电荷量不变(不计粒子重力)，下列说法正确的是( ) A粒子的动能逐渐减小 B粒子的动能不变 C粒子带正电 D粒子在A点受到的洛伦兹力小于在B点受到的洛伦兹力 解析：选 A.粒子在云室中从A运动到B时，运动半径逐渐减小

2、，根据rmvBq，可知其速度逐渐减小，故粒子的动能逐渐减小，A 正确，B 错误；磁场垂直于纸面向里，粒子由A运动到B，所受洛伦兹力方向指向运动轨迹内侧；故由左手定则可知该粒子带负电；由于粒子在B点的速度较小，根据FBvq可知粒子在B点受到的洛伦兹力小于在A点受到的洛伦兹力，故C、D 错误 3(2019丽水检测)质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图设想有一个静止的带电粒子P(不计重力)，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中， 最后打到底片上的D点， 设ODx， 则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是( ) 解析：选 A.根据动能定理qU12mv2得v 2qUm

3、.粒子在磁场中偏转，洛伦兹力提供向心力qvBmv2R，则RmvqB.x2R2B 2mUq，知x2U，故 A 正确，B、C、D 错误 4.(多选)(2019金华检测)如图所示， 速度不同的同种带电粒子(重力不计)a、b沿半径AO方向进入一圆形匀强磁场区域，a、b两粒子的运动轨迹分别为AB和AC，则下列说法中正确的是( ) Aa、b两粒子均带正电 Ba粒子的速度比b粒子的速度大 Ca粒子在磁场中的运动时间比b粒子长 D两粒子离开磁场时的速度反向延长线一定都过圆心O 解析：选 CD.粒子进入磁场时所受的洛伦兹力向下，根据左手定则知，粒子均带负电，故A 错误根据a、b的运动轨迹知，b的轨道半径大于a的

4、轨道半径，根据rmvqB知，b粒子的速度大于a粒子的速度，故 B 错误a粒子在磁场中运动的圆心角大于b粒子在磁场中运动的圆心角，根据T2mqB知，两粒子的周期相同，结合t2 T知，a粒子在磁场中运动的时间大于b粒子在磁场中运动的时间，故 C 正确进入磁场区域时，速度方向指向圆心O，根据圆的对称性可以知道，离开磁场时，速度一定背离圆心，故 D 正确 5.(多选)(2019舟山质检)如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子(不计重力)，从点O以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成角，则正、负离子在磁场中( ) A运动时间相同 B运动轨迹的半径相同 C重新

5、回到边界时速度的大小和方向相同 D重新回到边界的位置与O点距离不相等 解析：选 BC.粒子在磁场中运动周期为T2mqB，则知两个离子圆周运动的周期相等根据左手定则分析可知，正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏转角为 22，轨迹的圆心角也为 22，运动时间t222T.同理，负离子运动时间t22T，显然时间不等，故 A 错误根据牛顿第二定律得：qvBmv2r得：rmvqB，由题意可知q、v、B大小均相同，则r相同，故 B 正确正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同， 故 C 正确根据几何知识得知重新回

6、到边界的位置与O点距离x2rsin ，r、相同，则x相同，故 D 错误 【课后达标检测】 一、选择题 1.(2019浙江黄岩选考适应性考试)两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域， 其运动轨迹如图 若不计粒子的重力， 则下列说法正确的是( ) Aa粒子带正电，b粒子带负电 Ba粒子在磁场中所受洛伦兹力较大 Cb粒子动能较大 Db粒子在磁场中运动时间较长 答案：C 2.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( ) A电子将向右偏转，速率不变 B电子将向左偏转，速率改变 C电

7、子将向左偏转，速率不变 D电子将向右偏转，速率改变 答案：A 3.(2019宁波质检)如图所示，一个带正电q的带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场B中，带电体的质量为m，为了使它对水平的绝缘面恰好没有正压力，则应该( ) A将磁感应强度B的值增大 B使磁场以速率vmgqB向上运动 C使磁场以速率vmgqB向右运动 D使磁场以速率vmgqB向左运动 答案：D 4(2019嘉兴高三选考科目教学测试)如图所示，在边长为 2a的正三角形区域内存在 方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹

8、角为60，若要使粒子能从AC边穿出磁场，则匀强磁场的磁感应强度B需满足( ) AB3mv3aq BB3mvaq DB3mvaq 答案：B 5(2019嘉兴月考)一倾角为的粗糙绝缘斜面放置在一个足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，将一个带电的小物块放在斜面上由静止开始下滑如图所示，设斜面足够长，如物块始终没有离开斜面则下列说法正确的是( ) A物块带正电 B下滑过程中物块受到的洛伦兹力做负功 C物块最终将静止在斜面上 D下滑过程中物块的机械能守恒 解析：选 A.物块始终没有离开斜面，洛伦兹力必然垂直于斜面向下，由左手定则知，物块带正电，选项 A 正确；洛伦兹力始终垂直于速度，不做功，选项

9、B 错误；物块最终将在斜面上做匀速直线运动，选项 C 错误；由于摩擦力做负功，下滑过程中物块的机械能不守恒，选项 D 错误 6.(2019舟山高二期中)如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里P为屏上的一个小孔PC与MN垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为( ) A.2mvqB B.2mvcos qB C.2mv（1sin ）qB D.2mv（1cos ）qB 解析：选 D.屏MN上被粒子击中的区域

10、离P点最远的距离x12r2mvqB，屏MN上被粒子击 中的区域离P点最近的距离x22rcos 2mvcos qB，故在屏MN上被粒子打中的区域的长度为x1x22mv（1cos ）qB，D 正确 7(2019“超级全能王”浙江省选考科目联考)如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角(0)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)则下列说法正确的是( ) A若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B若v一定，越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远 C若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D若一定，v越大，则粒子在磁

11、场中运动的时间越短 解析：选 A.由左手定则可知，带正电的粒子向左偏转若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，选项 A 正确；若v一定，等于 90时，粒子在离开磁场的位置距O点最远，选项 B 错误；若一定，粒子在磁场中运动的周期与v无关，粒子在磁场中运动的角速度与v无关，粒子在磁场中运动的时间与v无关，选项 C、D 错误 8如图所示，一个静止的质量为m，带电量为q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OPx，能正确反映x与U之间函数关系的xU图为下列选项中的( ) 解析：选 B.带电粒子经加速后进入磁场中的动能12mv2qU，在磁场中做

12、圆周运动时有Bqvmv2R，RmvqB，则x2R8mUqB2，则 B 正确 9(2019杭州调研)带电粒子以初速度v0从a点垂直y轴进入匀强磁场，如图所示，运动中粒子经过b点，OaOb，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点垂直y轴进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为( ) Av0 B1 C2v0 D.v02 解析：选 C.设OaObR，粒子的质量、电量分别为m、q，在磁场中：qv0Bmv20R 在电场中：R12at212qEmRv02 联立解得：EB2v0，故 C 正确 二、非选择题 10(2019绍兴选考适应性考试)如图所示，在某空间实验室中，有两个

13、靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度B0.10 T，磁场区域的半径r233 m，左侧区域圆心为O1，磁场方向垂直纸面向里，右侧区域圆心为O2，磁场方向垂直纸面向外，两区域切点为C.今有质量为m3.21026 kg、带电荷量为q1.61019 C 的某种离子，从左侧区域边缘的A点以速度v106 m/s 正对O1的方向垂直磁场射入，它将穿越C点后再从右侧区域穿出求： (1)该离子通过两磁场区域所用的时间； (2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离) 解析：(1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在左、右两区域的

14、运动轨迹是对称的，如图所示，设轨迹半径为R，圆周运动的周期为T.由牛顿第二定律有qvBmv2R，又T2Rv，联立得RmvqB，T2mqB，代入数据可得R2 m由轨迹图知 tan rR33，即30，则全段轨迹运动时间t22360TT32m3qB，代入数据，可得t4.19106 s. (2)在图中过O2点向AO1作垂线，根据运动轨迹的对称关系可知侧移距离为d2rsin 22 m. 答案：(1)4.19106 s (2)2 m 11(2019丽水质检)如图所示，在第二象限和第四象限的正方形区域内分别存在着两匀强磁场，磁感应强度均为B，方向相反，且都垂直于xOy平面一电子由P(d，d)点，沿x轴正方向

15、射入磁场区域 .(电子质量为m，电量为e， sin 5345 (1)求电子能从第三象限射出的入射速度的范围； (2)若电子从0，d2位置射出，求电子在磁场中运动的时间t； (3)求第(2)问中电子离开磁场时的位置坐标 解析：(1)能射入第三象限的电子临界轨迹如图 1 所示电子偏转半径范围为d2rd 由evBmv2r，解得veBrm，入射速度的范围为eBd2mveBdm. 图 1 (2)设电子在磁场中运动的轨道半径为R，如图 2 所示，得 R2d2Rd22，解得：R5d4，PHM53 由evBmR2，2T，T2Rv，联立解得T2meB， 若电子从(0，d/2)位置射出，则电子在磁场中运动的时间t53360T53m180eB. 图 2 (3)根据几何知识，带电粒子在射出磁场区域时与水平方向夹角为 53，带电粒子在磁场区域位置N点的横坐标为3d8. 由NBH，NB长度为Rsin 535d445d， QAd5d83d8， 由勾股定理HA918d，HBRcos 533d4 所以电子离开磁场的位置坐标是d，34d918d. 答案：(1)eBd2mveBdm (2)53m180eB (3)d，3d4918d