2013高考物理总复习 第8章 3讲 磁场对运动电荷的作用课时演练 新人教版.docVIP

2013高考物理总复习 第8章 3讲 磁场对运动电荷的作用课时演练 新人教版 1．带电粒子垂直磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是(　　) A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关 D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 解析：根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A选项错误，B选项正确；根据F＝qvB，可知大小与速度有关．洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向，不改变速度的大小，C、D选项错误． 答案：B 2．质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运行速率为v、半径为R、周期为T，环形电流的强度为I.则下面说法中正确的是(　　) A．该带电粒子的比荷为＝ B．在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝ C．当速率v增大时，环形电流的强度I保持不变 D．当速率v增大时，运动周期T变小 解析：带电粒子做匀速圆周运动，Bqv＝，故＝，A错误；运动周期T＝，与速率无关，D错误；在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝2π＝，B正确；I＝＝，与速率v无关，C正确． 答案：BC 3．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θ的范围内．则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为(　　) A.　　　　　　　　　　　B. C. D. 4．在真空中，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围足够大空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场，一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外，以速度v0进入外围磁场，已知带电粒子质量m＝2×10－10 kg，带电荷量q＝5×10－6 C，不计重力，磁感应强度的大小B＝1 T，粒子运动速度v0＝5×103 m/s，圆形区域半径R＝0.2 m，试画出粒子运动轨迹并求出粒子第一次回到P点所需时间(计算结果可以用π表示)． 解：由洛伦兹力提供向心力有：qv0B＝ 解得：r＝0.2 m＝R 轨迹如图所示 粒子做圆周运动的周期为 T＝＝8π×10－5 s 则粒子第一次回到P点所需时间为 t＝2T＝16π×10－5 s. 5．(2011浙江高考)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q ，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是(　　) A．粒子带正电 B．射出粒子的最大速度为 C．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 6．(2011新课标全国高考)如图，在区域(0≤x≤d)和区域(d＜x≤2d)内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面．一质量为m、带电荷量q(q＞0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域，其速度方向沿x轴正向，已知a在离开区域时 ，速度方向与x轴正向的夹角为30°；此时，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射入区域，其速度大小是a的.不计重力和两粒子之间的相互作用力．求： (1)粒子a射入区域时速度的大小； (2)当a离开区域时，a、b两粒子的y坐标之差． 解：(1)设粒子a在内做匀速圆周运动的圆心为C(在y轴上)，半径为Ra1粒子速率为va，运动轨迹与两磁场区域边界的交点为P ′，如图．由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 qvaB＝m 由几何关系得 PCP ′＝θ Ra1＝ 式中，θ＝30°.由式得 va＝. (2)设粒子a在内做圆周运动的圆心为Oa，半径为Ra2，射出点为Pa(图中未画出轨迹)，P ′OaPa＝θ ′，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得qva(2B)＝m 由式得 Ra2＝ C、P ′和Oa三点共线，且由式知Oa点必位于x＝d 的平面上．由对称性知，Pa点与P′点纵坐标相同，即 yPa＝Ra1cos θ＋h 式中，h是C点的y坐标． 设b在中运动的轨道半径为Rb1，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 q()B＝()2 设a到达Pa点时，b位于Pb点，转过的角度为α.如果b没有飞出，则 ＝ ＝ 式中，t是a在区域中运动的时间，而 Ta2＝ Tb1＝ 由???式得 α＝30° 由式可见，b没有飞出，Pb点的y坐标为 yPb＝Rb1(2