2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之磁场 第2讲磁场对运动电荷的作用 doc--高中物理 .doc

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1、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网第第 2 讲讲磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用图图 82151如图如图 8215，没有磁场时没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏正中的显像管内电子束打在荧光屏正中的 O 点点，加磁场后电子束打在荧光屏加磁场后电子束打在荧光屏 O点上方的点上方的 P 点，则所加磁场的方向可能是点，则所加磁场的方向可能是()A垂直于纸面向内垂直于纸面向内B垂直于纸面向外垂直于纸面向外C平行于纸面向上平行于纸面向上D平行于纸面向下平行于纸面向下解析解析：电子受到的洛伦兹力的方向向上电子受到的洛伦兹力的方向向上，由左手定则由左手定则，可判定磁场方

2、向可能垂直于纸面向外可判定磁场方向可能垂直于纸面向外，B 项正确项正确答案：答案：B2.图图 8216如图如图 8216 所示，在半径为所示，在半径为 R 的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为 B，方向垂直于圆平面，方向垂直于圆平面(未未画出画出)一群比荷为一群比荷为qm的负离子体以相同速率的负离子体以相同速率 v0(较大较大)，由，由 P 点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是转后，又飞出磁场，则下列说法正确的是(不计重力不计重力)()A离子飞出磁场时的动能一定相等离子飞出磁场时

3、的动能一定相等B离子在磁场中运动半径一定相等离子在磁场中运动半径一定相等C由由 Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长点飞出的离子在磁场中运动的时间最长D沿沿 PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大方向射入的离子飞出时偏转角最大解析：解析：射入磁场的粒子比荷相等，但质量不一定相等，故射入时初动能可能不等，又因为磁场对电荷的射入磁场的粒子比荷相等，但质量不一定相等，故射入时初动能可能不等，又因为磁场对电荷的洛伦兹力不做功，故这些粒子从射入到射出动能不变，但不同粒子的动能可能不等，洛伦兹力不做功，故这些粒子从射入到射出动能不变，但不同粒子的动能可能不等，A 项错误粒子在项错误粒子在磁场中偏转的半径为

4、磁场中偏转的半径为 rmvqB，由于比荷和速度都相等，磁感应强度，由于比荷和速度都相等，磁感应强度 B 为定值，故所有粒子的偏转半径都为定值，故所有粒子的偏转半径都相等相等，B 正确正确同时各粒子在磁场中做圆周运动的周期同时各粒子在磁场中做圆周运动的周期 T2mqB，也相等也相等，根据几何规律根据几何规律：圆内圆内，较长的较长的弦对应较大的圆心角，所以从弦对应较大的圆心角，所以从 Q 点射出的粒子偏转角最大，在磁场内运动的时间最长，点射出的粒子偏转角最大，在磁场内运动的时间最长，C 对沿对沿 PQ 方方向射入的粒子不可能从向射入的粒子不可能从 Q 点射出，故偏角不最大，点射出，故偏角不最大，D

5、 错，选错，选 BC.http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网答案：答案：BC图图 82173(2009北京西城模拟北京西城模拟)如图如图 8217 所示所示，在在 x 轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感磁感应强度的大小为应强度的大小为 B.许多相同的离子许多相同的离子，以相同的速率以相同的速率 v，由由 O 点沿纸面向各个方向点沿纸面向各个方向(y0)射入磁场区域射入磁场区域不不计离子所受重力，不计离子间的相互影响图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与计离子所受重力，不计离子间的相互影响图中曲线表示离子运动的

6、区域边界，其中边界与 y 轴交点轴交点为为M，边界与，边界与 x 轴交点为轴交点为 N，且，且 OMONL.由此可判断由此可判断()A这些离子是带负电的这些离子是带负电的B这些离子运动的轨道半径为这些离子运动的轨道半径为 LC这些离子的荷质比为这些离子的荷质比为qmvLBD当离子沿当离子沿 y 轴正方向射入磁场时会经过轴正方向射入磁场时会经过 N 点点解析解析：根据左手定则根据左手定则，离子带正电离子带正电，A 项错误项错误；由图可知由图可知，粒子轨道半径为粒子轨道半径为12L，B 项错误项错误；再根据再根据 qvBmv212L，qm2vLB，C 项错误项错误；由于由于 ONL，粒子半径为粒子

7、半径为12L，ON 恰好为粒子圆周运动直径恰好为粒子圆周运动直径，故故 D 项正确项正确答案：答案：D图图 82184(2009东营模拟东营模拟)如图如图 8218 所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中 1 和和 2 为质子，为质子，3 为为粒粒子子(42He)的径迹的径迹它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨道半径三者轨道半径 r1r2r3并相切于并相切于 P 点点，设设 T、v、a、t 分别表示它们做圆周运动的周期分别表示它们做圆周运动的周期、线速度线速度、向心加速度以及各自从经过向心加速度以

8、及各自从经过 P 点算起到第一次点算起到第一次通过图中虚线通过图中虚线 MN 所经历的时间，则所经历的时间，则()AT1T2v3Ca1a2a3Dt1t2t3解析解析：各粒子做圆周运动的周各粒子做圆周运动的周期期 T2mqB，根据粒子的比荷大小可知根据粒子的比荷大小可知：T1T2r2r3结合结合 rmvqB及粒子比荷关系可知及粒子比荷关系可知 v1v2v3，故故 B 项错误项错误；粒子运动的向心加速度粒子运动的向心加速度 aqvBm，结合各粒子的结合各粒子的比荷关系及比荷关系及 v1v2v3可得：可得：a1a2a3，故，故 C 项正确；由题图可知，粒子运动到项正确；由题图可知，粒子运动到 MN

9、时所对应的圆心角的时所对应的圆心角的大小关系为大小关系为123，而，而 T1T2，因此，因此 t1t2，由，由 T2T3，且，且23，可知，可知 t20、y0 的空间有恒定的匀强磁场的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向里平面向里，大小为大小为 B，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由 x 轴上的轴上的 P 点以不同的初速度平行于点以不同的初速度平行于 y 轴射入轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则()A初速度最大的粒子是沿初速度最大的粒子是

10、沿方向射出的粒子方向射出的粒子B初速度最大的粒子是沿初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子方向射出的粒子C在磁场中运动时间最长的是沿在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子方向射出的粒子D在磁场中运动时间最长的是沿在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子方向射出的粒子解析解析：显然图中四条圆弧中显然图中四条圆弧中对应的半径最大对应的半径最大，由半径公式由半径公式 RmvBq可知可知，质量和电荷量相同的带电粒子质量和电荷量相同的带电粒子在同一个磁场中做匀速圆周运动的速度越大，半径越大，在同一个磁场中做匀速圆周运动的速度越大，半径越大，A 项对项对 B 项错；根据周期公式项错；根据周期公式 T2mBq

11、知，当知，当圆弧对应的圆心角为圆弧对应的圆心角为时，带电粒子在磁场中运动的时间为时，带电粒子在磁场中运动的时间为 tmBq，圆心角越大则运动时间越长，圆心，圆心角越大则运动时间越长，圆心均在均在 x 轴上轴上，由半径大小关系可知由半径大小关系可知的圆心角为的圆心角为，且最大且最大，故在磁场中运动时间最长的是沿故在磁场中运动时间最长的是沿方向出射方向出射http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网的粒子，的粒子，D 对，对，C 错错答案：答案：AD7.图图 8225如图如图 8225 所示所示，在屏在屏 MN 的上方有磁感应强度为的上方有磁感应强度为 B 的匀强磁场的匀强磁场

12、，磁场方向垂直纸面向里磁场方向垂直纸面向里P 为屏上为屏上的一个小孔的一个小孔PC 与与 MN 垂直一群质量为垂直一群质量为 m、带电量为、带电量为q 的粒子的粒子(不计重力不计重力)，以相同的速率，以相同的速率 v，从，从 P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域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粒子入射方向在与磁场 B 垂直的平面内垂直的平面内，且散开在与且散开在与 PC 夹角为夹角为的范围内则在屏的范围内则在屏 MN 上被粒子打中的区域的长度为上被粒子打中的区域的长度为()A.2mvqBB.2mvcos qBC.2mv(1sin)qBD.2mv(1cos)qB解析解析：由图可

13、知由图可知，沿沿 PC 方向射入磁场中的带负电的粒子打在方向射入磁场中的带负电的粒子打在 MN 上的点离上的点离 P 点最远点最远，为为 PR2mvBq，沿沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在 MN 上的点离上的点离 P 点最近为点最近为：PQ2mvBqcos，故在屏故在屏 MN 上被粒上被粒子打中的区域的长度为：子打中的区域的长度为：QRPRPQ2mv(1cos)qB，选项，选项 D 正确正确答案：答案：D图图 82268如图如图 8226 所示为一个质量为所示为一个质量为 m、电荷量为电荷量为q 的圆环的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动可在水

14、平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中的匀强磁场中，现给圆环向右的初速度现给圆环向右的初速度 v0，在以后的运动过程中在以后的运动过程中，圆环运动的圆环运动的速度图象可能是下图中的速度图象可能是下图中的()解析：解析：给圆环向右的初速度给圆环向右的初速度 v0，圆环运动有三种可能性，若，圆环运动有三种可能性，若 Bv0qmg 时，圆环做匀速直线运动，故时，圆环做匀速直线运动，故 A项正确若项正确若 vv0时，圆环与杆下边有摩擦力作用，摩擦力逐渐减小，运动加速度逐渐减小，最终为零时，圆环与杆下边有摩擦力作用，摩擦力逐渐减小，运动加速度逐渐减小，

15、最终为零，Bvqmg 时，圆环做匀速直线运动，故时，圆环做匀速直线运动，故 D 项正确若项正确若 vr，要使粒子在磁场中运动的时间最长，则粒子在磁场中运动的圆弧所对应的弧长最长，从右，要使粒子在磁场中运动的时间最长，则粒子在磁场中运动的圆弧所对应的弧长最长，从右图中可以看出图中可以看出，以直径以直径 ab 为弦为弦、R 为半径所作的圆周为半径所作的圆周，粒子运动时间最粒子运动时间最长，长，T 2mqB，运动时间，运动时间 tm22T2mqB，又又 sin rR35，所以，所以 tm6.5108s.(3)Rmv0qB1.5102m，粒子在磁场中可能出现的区域见答案图，粒子在磁场中可能出现的区域见答案图所示所示(以以 aO为直径的半圆加上以为直径的半圆加上以 a 为圆心，为圆心，aO 为半径所作圆与磁场相交的部分为半径所作圆与磁场相交的部分)答案：答案：(1)5.0102m(2)6.5108s(3)