高考物理一轮复习专题训练第39讲：磁场对运动电荷的作用.docx

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1、 一轮复习专题训练第39讲：磁场对运动电荷的作用类型一、洛伦兹力的特点及应用 1运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这束质子流在进入地球周围的空间将( )A竖直向下沿直线射向地面 B向东偏转C向西偏转 D向北偏转2(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，

2、如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度为v1撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度为v2，则下列说法正确的是( )Ax1x2 Bt1t2Cv1和v2大小相等 Dv1和v2方向相同3(多选)电子以垂直于匀强磁场的速度v从a点进入长为d、宽为L的有界匀强磁场区域，偏转后从b点离开磁场，如图所示若磁场的磁感应强度为B，那么( )A电子在磁场中的运动时间t B电子在磁场中的运动时间tC洛伦兹力对电子做的功是WBev2t D电子在b点的速度大小也为v4(多选)如图所示，两个倾角分别为30和60的光滑绝缘斜面固定于水平地面上，并处于方

3、向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，两个质量为m、带电荷量为q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中( )A甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C两滑块在斜面上运动的位移大小相同D两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等类型二、带电粒子在磁场中的运动5(多选)如图所示，一单边有界磁场的边界上有一粒子源O，以与水平方向成角的不同速率，向磁场中射入两个相同的粒子1和2，粒子1经磁场偏转后从边界上P点出磁场，粒子2经磁场偏转后从边界上Q点出磁场，OPPQ，则( )

4、A粒子1与粒子2的速度之比为12B粒子1与粒子2的速度之比为14C粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为11D粒子1与粒子2在磁场中运动的时间之比为126如图所示，在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场，恰好从A点射出，已知电荷的质量为m，带电量为q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是( )A匀强磁场的磁感应强度为B电荷在磁场中运动的时间为C若减小电荷的入射速度，使电荷从CD边界射出，电荷在磁场中运动的时间会减小D若电荷的入射速度变为2v0，则粒子会从AB边的中点射出7(多选)如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁

5、场被边长为L的等边三角形ABC理想分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形顶点A处有一质子源，能沿BAC的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计)，所有质子均能通过C点，质子比荷k，则质子的速度可能为( )A2BkL B C D8在探究射线性质的过程中，让质量为m1、带电量2e的粒子和质量为m2、带电量e的粒子，分别垂直于磁场方向射入同一匀强磁场中，发现两种粒子沿半径相同的圆轨道运动则粒子与粒子的动能之比是( )ABCD9如图，半径为R的圆是圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，一电荷量为q(q0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与

6、ab的距离为已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为90，则粒子的速率为(不计重力)( )A B C D10如图甲所示有界匀强磁场的宽度与图乙所示圆形匀强磁场的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场，从右边界射出时速度方向偏转了角；该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场，射出磁场时速度方向偏转了2角已知磁场、的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为( )A2cos Bsin Ccos Dtan类型三、带电粒子在直线边界磁场中的运动11(多选)如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一带正电粒子源S.某一时刻

7、，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间后有大量粒子从边界OC射出磁场已知AOC60，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间可能为( )A B C D12(多选)如图所示，在正方形abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场a处有比荷相等的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁场，经时间t1从d点射出磁场，乙粒子沿与ab成30角的方向以速度v2垂直射入磁场，经时间t2垂直cd射出磁场，不计粒子重力和粒子

8、间的相互作用力，则下列说法正确的是( )Av1v212 Bv1v24Ct1t221 Dt1t23113如图所示，正方形虚线框ABCD边长为a，内有垂直于线框平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一带电荷量为q、质量为m的带正电粒子从AB边中点P垂直AB边以初速度v0射入匀强磁场，不计粒子重力，则下列判断正确的是( )A若v0的大小合适，粒子能从CD边中点F射出磁场B当v0时，粒子正好从AD边中点E射出磁场C当v0时，粒子将从CD边射出磁场D粒子在磁场中运动的最长时间为14如图所示，在x0，y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B现有一质量为m、电荷量为q的

9、带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴正方向成30角的方向射入磁场不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是( )A只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点B粒子在磁场中运动所经历的时间一定为C粒子在磁场中运动所经历的时间可能为D粒子在磁场中运动所经历的时间可能为15如图所示，在一等腰三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B一质量为m、电荷量为q带正电粒子(不计重力)从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为2l，则下列关于粒子运动的说法中正确的是( )A若该粒子入射速度为v，则粒子一定从CD边射出磁场，且距点C的距离为lB若要使粒子

10、从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为vC若要使粒子从AC边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为vD该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为16如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场若粒子速度为v0，最远可落在边界上的A点下列说法中正确的有( )A若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0B若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0C若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0D若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v017如图所示，在xOy平面内的y轴和虚线之间除圆形区域外的空间存在匀强磁场，磁场

11、方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B虚线经过Q点(3L,0)且与y轴平行圆形区域的圆心P的坐标为(2L,0)，半径为L一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点垂直y轴进入磁场，不计粒子的重力，则( )A如果粒子没有经过圆形区域到达了Q点，则粒子的入射速度为vB如果粒子没有经过圆形区域到达了Q点，则粒子的入射速度为vC粒子第一次从P点经过了x轴，则粒子的最小入射速度为vminD粒子第一次从P点经过了x轴，则粒子的最小入射速度为vmin类型四、带电粒子在圆形边界磁场中的运动 18一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示图中直径MN的两端分别开有小

12、孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30角当筒转过90时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒不计重力若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为( )A B C D19如图所示，半径为r的圆形空间内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子(不计重力)，从静止经电场加速后从圆形空间边缘上的A点沿半径方向垂直于磁场方向射入磁场，在C点射出，已知AOC120，粒子在磁场中运动时间为t0，则加速电场的电压是( )A B C D20(多选)如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为BM为磁场边界

13、上一点，有无数个带电量为q、质量为m的相同粒子(不计重力)在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场，这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的.下列说法正确的是( )A粒子从M点进入磁场时的速率为vB粒子从M点进入磁场时的速率为vC若将磁感应强度的大小增加到B ，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的D若将磁感应强度的大小增加到B ，则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的21如图所示是某粒子速度选择器截面的示意图，在一半径为R10 cm的圆柱形桶内有B104 T的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱桶某一截面直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔，粒子束以不同角度入射，

14、最后有不同速度的粒子束射出现有一粒子源发射比荷为21011 C/kg的正粒子，粒子束中速度分布连续，当角45时，出射粒子速度v的大小是( )A106 m/s B2106 m/s C2108 m/s D4106 m/s22(多选)如图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场(包括边界)，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面(未画出)一群不计重力的不同正离子以较大的相同速率v0，由P点在纸平面内沿不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，已知所有粒子在磁场中的轨道半径rR，则下列说法正确的是( )A离子飞出磁场时的动能一定相等B离子飞出磁场时的速度一定相同C由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长D沿PQ

15、方向射入的离子飞出时偏转角最大23(多选)如图所示，在xOy平面内，有一电子源持续不断地沿x正方向每秒发射出N个速率均为v的电子，形成宽为2b，在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流电子流沿x方向射入一个半径为R，中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xOy平面向里，电子经过磁场偏转后均从P点射出在磁场区域的正下方有一对平行于x轴的金属平行板K和A，其中K板与P点的距离为d，中间开有宽度为2l且关于y轴对称的小孔K板接地，A与K两板间加有正负、大小均可调的电压UAK，穿过K板小孔达到A板的所有电子被收集且导出，从而形成电流，已知bR，dl，电子质量为m，电荷量为e，忽略电子间相互作用

16、( )A磁感应强度的大小为B B电子流从P点射出时与负y轴方向的夹角的范围是4545C当UAK0时，每秒经过极板K上的小孔到达板A的电子数为ND电路中饱和电流的表达式为ImaxNe类型五、带电粒子在磁场中运动的多解性24如图所示，边界PQ以上和MN以下空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均为4B，PQ、MN间距离为2d，绝缘板EF、GH厚度不计，间距为d，板长略小于PQ、MN间距离，EF、GH之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B有一个质量为m的带正电的粒子，电量为q，从EF的中点S射出，速度与水平方向成30角，直接到达PQ边界并垂直于边界射入上部场区，轨迹如图所示，以后的运动过程

17、中与绝缘板相碰时无能量损失且遵循反射定律，经过一段时间后该粒子能再回到S点(粒子重力不计)求：(1)粒子从S点出发的初速度v；(2)粒子从S点出发第一次再回到S点的时间；(3)若其他条件均不变，EF板不动，将GH板从原位置起向右平移，且保证EFGH区域内始终存在垂直纸面向里的匀强磁场B，若仍需让粒子回到S点(回到S点的运动过程中与板只碰撞一次)，则GH到EF的垂直距离x应满足什么关系？(用d来表示x)25如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O且正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示(垂直于纸面向里的磁场方向为正方向)有一群正离子在t0时垂直于M板从小孔O射入磁场，已知正离子质量为m，带电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力求：(1)磁感应强度B0的大小；(2)若正离子从O孔垂直于N板射出磁场所用的时间最短，请画出其运动轨迹并求出该最短时间；(3)要使正离子从O孔垂直于N板射出磁场，正离子射入磁场时的速度v0的可能值