（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第九章 第二講 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用練習(xí)（含解析）

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1、 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 [A組·基礎(chǔ)題] 1．處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值( D ) A．與粒子電荷量成正比　 B．與粒子速率成正比 C．與粒子質(zhì)量成正比 D．與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比 解析：設(shè)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則環(huán)形電流：I＝＝，可見，I與q的平方成正比，與v無關(guān)，與B成正比，與m成反比，故選D. 2. 如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)邊界線SP∥MN，速率不同的同種帶電粒子從S點(diǎn)沿SP方向同時(shí)射入磁場(chǎng)，粒子的帶電量相同，其中穿過a點(diǎn)的粒子速度v1與MN垂直；穿過b點(diǎn)的粒子速度v2與MN成6

2、0°角，設(shè)兩粒子從S到a、b所需時(shí)間分別為t1和t2，則t1∶t2為(重力不計(jì))( D ) A．1∶3　　　　　　　 B．4∶3 C．1∶1 D．3∶2 3. (2018·浙江臺(tái)州中學(xué)統(tǒng)考)如圖所示，帶電小球沿豎直的光滑絕緣圓弧形軌道內(nèi)側(cè)來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平，它向左或向右運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是( D ) A．加速度大小相等 B．速度大小相等 C．所受洛倫茲力大小相等 D．軌道對(duì)它的支持力大小相等 解析：帶電小球沿豎直的光滑絕緣圓弧形軌道向左或向右運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以通過最低點(diǎn)時(shí)速度大小相等，選項(xiàng)B正確；由a＝得通

3、過最低點(diǎn)時(shí)加速度大小相等，選項(xiàng)A正確；通過最低點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力大小F＝qvB，選項(xiàng)C正確；向左或向右運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力方向相反，而合力相等，所以軌道對(duì)它的支持力大小不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4．(2018·北京豐臺(tái)區(qū)統(tǒng)練)如圖所示，甲、乙兩個(gè)帶等量異種電荷而質(zhì)量不同的帶電粒子，以相同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場(chǎng)邊界MN，進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并垂直磁場(chǎng)邊界MN射出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示．不計(jì)粒子所受重力及空氣阻力，下列說法正確的是( B ) A．甲帶負(fù)電荷，乙?guī)д姾? B．甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量 C．洛倫茲力對(duì)甲做正功 D．甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

4、等于乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 解析：根據(jù)左手定則，可以判斷甲帶正電荷，乙?guī)ж?fù)電荷，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；洛倫茲力方向始終垂直于粒子的速度方向，對(duì)甲、乙都不做功，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為R＝，甲、乙?guī)щ娏亢退俾氏嗤?，甲的運(yùn)動(dòng)半徑較大，所以甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，故B項(xiàng)正確；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T＝，甲、乙都運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，由于周期不等，所以兩者在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不相等，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 5．(多選)一電子以與磁場(chǎng)垂直的速度v從P處沿PQ方向進(jìn)入長為d、寬為h的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，從N點(diǎn)射出，如圖所示．若電子質(zhì)量為m，電荷量為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則( CD ) A．h＝d B．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)

5、間為 C．電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 D．洛倫茲力對(duì)電子做的功為零 6. (多選)如圖所示為圓柱形區(qū)域的橫截面，在沒有磁場(chǎng)的情況下，帶電粒子(不計(jì)重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時(shí)，穿過此區(qū)域的時(shí)間為t；若該區(qū)域加沿軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射，粒子飛出此區(qū)域時(shí)，速度方向偏轉(zhuǎn)了.根據(jù)上述條件可求得的物理量有( CD ) A．帶電粒子的初速度 B．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑 C．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期 D．帶電粒子的比荷 7．(多選) 如圖所示，ABCA為一個(gè)半圓形的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O為圓心，F(xiàn)、G分別為半徑OA和OC的中點(diǎn)，D

6、、E點(diǎn)位于邊界圓弧上，且DF∥EG∥BO.現(xiàn)有三個(gè)相同的帶電粒子(不計(jì)重力)以相同的速度分別從B、D、E三點(diǎn)沿平行BO方向射入磁場(chǎng)，其中由B點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子1恰好從C點(diǎn)射出，由D、E兩點(diǎn)射入的粒子2和粒子3從磁場(chǎng)某處射出，則下列說法正確的是( ABD ) A．粒子2從O點(diǎn)射出磁場(chǎng) B．粒子3從C點(diǎn)射出磁場(chǎng) C．粒子1、2、3在磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為3∶2∶3 D．粒子2、3經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)角相同 8. (多選)(2018·長春模擬)如圖所示，寬d＝4 cm的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，縱向范圍足夠大，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，現(xiàn)有一群帶正電的粒子從O點(diǎn)以相同的速率沿紙面不同方向進(jìn)入磁場(chǎng)，若粒子在磁

7、場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑均為r＝10 cm，則( AD ) A．右邊界：－8 cm＜y＜8 cm有粒子射出 B．右邊界：y＜8 cm有粒子射出 C．左邊界：y＞8 cm有粒子射出 D．左邊界：0＜y＜16 cm有粒子射出 解析：當(dāng)粒子斜向上進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)軌跡與右邊界相切和粒子沿y軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)時(shí)，粒子從右邊界射出的范圍最大，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(如圖所示)并根據(jù)幾何關(guān)系可求出，在右邊界－8 cm＜y＜8 cm范圍內(nèi)有粒子射出，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)粒子斜向上進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡與右邊界相切時(shí)，可求出粒子從左邊界y＝16 cm處射出，當(dāng)粒子的速度方向與y軸正方向的夾角減小時(shí)，粒

8、子從左邊界射出的出射點(diǎn)向下移動(dòng)，直到夾角為零時(shí)，粒子直接從O點(diǎn)射出，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． [B組·能力題] 9. (多選)如圖所示，空間有一邊長為L的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，一帶電粒子以垂直于磁場(chǎng)的速度v從a處沿ab方向進(jìn)入磁場(chǎng)，后從bc邊的點(diǎn)p離開磁場(chǎng)，＝L，若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，不計(jì)粒子的重力，則以下說法中正確的是( ACD ) A．粒子帶負(fù)電 B．粒子的比荷為 C．粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t＝ D．粒子在p處的速度方向與bc邊的夾角為30° 10. (多選)如圖，在x軸上方存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸下方存在垂直于紙面向外的磁感

9、應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一帶負(fù)電的粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，從原點(diǎn)O以與x軸成θ＝30°角斜向上射入磁場(chǎng)，且在x軸上方運(yùn)動(dòng)半徑為R(不計(jì)重力)，則( BCD ) A．粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)O B．粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 C．粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1∶2 D．粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí)，沿x軸方向前進(jìn)了3R 11．(多選) 如圖所示，A點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為L，坐標(biāo)平面內(nèi)有邊界過A點(diǎn)和坐標(biāo)原點(diǎn)O的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面向里．有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)從A點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，從x軸上的B點(diǎn)射出磁

10、場(chǎng)區(qū)域，此時(shí)速度方向與x軸的正方向之間的夾角為60°，求： (1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小； (2)磁場(chǎng)區(qū)域的圓心O1的坐標(biāo)； (3)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間． 解析：(1)由題意得電子在有界圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)受洛倫茲力做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑為r，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則有 ev0B＝m① 過A、B點(diǎn)分別作速度的垂線交于C點(diǎn)，則C點(diǎn)為軌跡圓的圓心，已知B點(diǎn)速度與x軸夾角為60°，由幾何關(guān)系得， 軌跡圓的圓心角∠C＝60°② AC＝BC＝r，已知OA＝L，得OC＝r－L③ 由幾何知識(shí)得 r＝2L④ 由①④得B＝.⑤ (2)由于ABO在有界圓周上，∠AOB＝90°，得AB為有界磁場(chǎng)圓的直徑，故AB的中點(diǎn)為磁場(chǎng)區(qū)域的圓心O1，由③易得△ABC為等邊三角形，磁場(chǎng)區(qū)域的圓心O1的坐標(biāo)為(L，)． (3)電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T＝⑥ 由②④⑥得電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝＝. 答案：(1)　(2)(L，)　(3) 6