2017届高三物理一轮复习题组层级快练32第八章磁场第3讲磁场对运动电荷的作用力介绍.doc

磁场对运动电荷的作用力 一、选择题(其中1－8题只有一个选项正确－12题有多个选项正确)如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图．励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外电子束由电子枪产生其速度方向与磁场方向垂直．电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是(　　) A．仅增大励磁线圈中电流电子束径迹的半径变大仅提高电子枪加速电压电子束径迹的半径变大仅增大励磁线圈中电流电子做圆周运动的周期将变大仅提高电子枪加速电压电子做圆周运动的周期将变大解析　根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手螺旋定则判断励磁线圈中电流方向是逆时针方向电子在加速电场中加速由动能定理有eU＝电子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力充当向心力eBv0＝m解得r＝＝＝可见增大励磁线圈中的电流电流产生的磁场增强由③式可得电子束的轨道半径变小．由④式知周期变小故、C项错误；提高电子枪加速电压电子束的轨道半径变大、周期不变故项正确项错误．答案　设置目的　考查电子在磁场中的匀速圆周运动2.(2013·安徽)如图所示、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线其横截面位于正方形的四个顶点上导线中通有大小相同的电流方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动它所受洛伦兹力的方向是(　　)向上　　　　　　　　　．向下向左 ．向右解析　根据题意由右手螺旋定则则有b与d导线电流产生磁场正好相互抵消而a与c导线产生磁场正好相互叠加由右手螺旋定则则得磁场方向水平向左当一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动它所受洛伦兹力的方向根据左手定则可知向下．故项正确选项、C、D错误；故选项．答案　设置目的　考查磁场的叠加和洛伦兹力的方向(2014·北京)带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动它们的动量大小相等(即mv乘积的大小相等)运动的半径大于b运动的半径．若a、b的电荷量分别为q、q质量分别为m、m周期分别为T、T则一定有(　　) 解析　粒子做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力根据牛顿第二定律有qvB＝m解得r＝由于mv、B相同故r∝运动的半径大于b运动的半径故q项正确；速度大小未知故无法判断质量大小项错误；周期T＝由于mv、B相同但不知道质量大小关系故无法判断周期关系项错误；根据qvB＝m知＝虽然知道a运动的半径大于b运动的半径但不知道速度大小关系故无法判断比荷关系项错误．答案　设置目的　考查粒子做圆周运动的半径、周期(2015·北京朝阳二练)如图所示在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场．质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场图中实线是它们的轨迹．已知O是PQ的中点不计粒子重力．下列说法中正确的是(　　) A．粒子a带负电粒子b、c带正电射入磁场时粒子a的速率最小射出磁场时粒子b的动能最小粒子c在磁场中运动的时间最长解析　根据若a、b、c均为正电荷运动电荷所受洛伦兹力方向即可判断出a、b、c均应向左偏转与b、c偏转实际方向相反因此粒子a带正电粒子b、c带负电故项错误；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向Bvq＝m解得r＝由此可得知当速度越大时轨道半径越大射入磁场时粒子c的速率最小动能最小故、C项均错误；粒子运动的周期为T＝故粒子在磁场中的偏转角越大运动时间越长故项正确．答案　设置目的　考查在有界磁场中的运动时间与圆心角(2015·江州市)如图所示直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场经t时间从b点离开磁场．之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场经t时间从a、b连线的中点c离开磁场则为(　　) A.　　　　　　　　　　． D．3 解析　电子1和2以相同的速率射进同一个磁场则运动半径和周期都相同画出两个粒子在磁场中的运动轨迹根据几何关系求解即可．粒子在磁场中都做匀速圆周运动根据题意画出粒子的运动轨迹如图所示： 电子1垂直射进磁场从b点离开则运动了半个圆周即为直径点为圆心电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场经t时间从a、b连线的中点c离开磁场根据半径r＝可知粒子1和2的半径相等根据几何关系可知为等边三角形2转过的圆心角为60所以粒子1运动的时间t＝＝粒子2运动的时间t＝＝所以＝3.答案　设置目的　电子在磁场中做圆周运动的周期和半径都相同根据几何关系求解时间比6．(2016·湖北仙桃)如图所示一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场一质量为m电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场从磁场中射出时速度方向改变了θ角．磁场的磁感应强度大小为(　　) B. C. D. 解析　根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示：从磁场中射出时速度方向改变了θ角所以粒子做圆周运动的圆心角为