（新课标）2020届高考物理一轮总复习 课时跟踪训练26 第八章 磁场 第2讲 磁场对运动电荷的作用（选修3-1）.doc

第2讲 磁场对运动电荷的作用 一、选择题1．如图所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是(　 　)A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向[解析]　要使荧光屏上亮线向下偏转，电子所受的洛伦兹力方向向下，电子运动方向沿x轴正方向，由左手定则可知，磁场方向应沿y轴正方向，所以选项A错误，B正确；若加一电场电子应受到向下的电场力作用，故电场方向沿z轴正方向，选项C、D均错误．[答案]　B2．(2020新课标全国卷Ⅰ)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的(　　)A．轨道半径减小，角速度增大B．轨道半径减小，角速度减小C．轨道半径增大，角速度增大D．轨道半径增大，角速度减小[解析]　因洛伦兹力对运动粒子不做功，故粒子从较强磁场进入到较弱磁场后，速度大小不变，由r＝可知粒子的轨道半径增大，再由ω＝可知，粒子的角速度减小，选项D正确．[答案]　D3．如右图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在的垂直纸面向里运动的匀速电子束．∠MOP＝60，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1.若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2.那么F2与F1之比为(　　)A.∶1 B.∶2C．1∶1 D．1∶2[解析]　长直导线在M、N、P处时在O点产生的磁感应强度B大小相等，M、N处的导线在O点产生的磁感应强度方向都向下，合磁感应强度大小为B1＝2B，P、N处的导线在O点产生的磁感应强度夹角为60，合磁感应强度大小为B2＝B，可得，B2∶B1＝∶2，又因为F洛＝qvB，所以F2∶F1＝∶2，选项B正确．[答案]　B4．右图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹(粒子穿过铅板后电荷量、质量不变)，室中匀强磁场的方向与轨道所在平面垂直(图中垂直于纸面向内)，由此可知此粒子(　　)A．一定带正电B．一定带负电C．不带电D．可能带正电，也可能带负电[解析]　粒子穿过铅板的过程中，动能减小，轨道半径减小，根据题图中粒子的运动轨迹可以确定粒子从下向上穿过铅板，再由左手定则可判断出粒子一定带正电，选项A正确．[答案]　A5．(多选)(2020浙江名校联盟联考)质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，带电粒子仅受洛伦兹力的作用，运行的半圆轨迹如右图中虚线所示，下列表述正确的是(　　)A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N不做功D．M的运行时间大于N的运行时间[解析]　由左手定则可知，M带负电，N带正电，选项A正确；由r＝可知，M的速率大于N的速率，选项B错误；洛伦兹力对M、N不做功，选项C正确；由T＝可知M的运行时间等于N的运行时间，选项D错误．[答案]　AC6．(多选)如右图所示，宽d＝4 cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁场方向垂直纸面向里．现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r＝10 cm，则(　　)A．右边界：－8 cm8 cm有粒子射出D．左边界：00)射入磁场区域．不计离子所受重力及离子间的相互影响．图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与y轴交点为M，边界与x轴交点为N，且OM＝ON＝L.(1)求离子的比荷；(2)某个离子在磁场中运动的时间为t＝，求其射出磁场的位置坐标和速度方向．[解析]　(1)离子沿y轴正方向进入，则离子从N点垂直射出，所以轨道半径r＝.离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有qvB＝m，所以＝.(2)带电粒子做匀速圆周运动，周期T＝＝.设离子在磁场中运动轨迹对应圆心角为θ，θ＝2π＝＝300.其轨迹如图虚线所示．出射位置x＝－2rsin＝－Lsin＝－.速度方向与x轴正方向成30角．[答案]　(1)　(2)　速度方向与x轴正方向成30角12．(2020江西重点中学盟校第一次十校联考)如图所示，空间存在一个半径为R0的圆形匀强磁场区域，磁场的方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小为B.有一个粒子源在纸面内沿各个方向以一定速率发射大量粒子，粒子的质量为m、电荷量为＋q.将粒子源置于圆心，则所有粒子刚好都不离开磁场，不考虑粒子之间的相互作用．(1)求带电粒子的速率．(2)若粒子源可置于磁场中任意位置，且磁场的磁感应强度大小变为B，求粒子在磁场中运动的最长时间t.(3)若原磁场不变，再叠加另一个半径为R1(R1>R0)的圆形匀强磁场，磁场的磁感应强度的大小为，方向垂直于纸面向外，两磁场区域成同心圆，此时该离子源从圆心发出的粒子都能回到圆心，求R1的最小值和粒子运动的周期T.[解析]　(1)粒子离开出发点最远的距离为轨道半径的2倍，则有R0＝2r.由qvB＝m，得v＝.(2)设磁场的大小变为后，粒子的轨道半径为r1.r1＝＝＝R0.根据几何关系可以得到，当弦最长时，运动的时间最长，弦为2R0时最长，转过的圆心角为90.则t＝T＝.(3)根据矢量合成法则，叠加区域的磁场大小为，方向向里，R0以外的区域磁场大小为，方向向外．粒子运动的半径为R0，根据对称性画出情境图，由几何关系可得R1的最小值为R1min＝(＋1)R0.则T＝＝.[答案]　(1)　(2)　(3)(＋1)R0　 。