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【状元之路】2015届高考物理一轮复习 8-2磁场对运动电荷的作用同步检测试题
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磁场对运动电荷的作用
A组 基础巩固
1.如图29-1所示,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向
图29-1
与电流I的方向相同,则电子将( )
A.沿路径a运动,轨迹是圆
B.沿路径a运动,轨道半径越来越大
C.沿路径a运动,轨道半径越来越小
D.沿路径b运动,轨道半径越来越小
解析:由r=eq \f(mv,Bq)知,B减小,r越来越大,故电子的径迹是a.
答案:B
图29-2
2.如图29-2所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是( )
A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动
B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动
C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动
D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动
答案:C
3.[2012·北京卷]处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
A.与粒子电荷量成正比
B.与粒子速率成正比
C.与粒子质量成正比
D.与磁感应强度成正比
解析:由电流概念知,该电流是通过圆周上某一个位置(即某一截面)的电荷量与所用时间的比值.若时间为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T,则公式I=q/T中的电荷量q即为该带电粒子的电荷量.又T=eq \f(2πm,qB),解出I=eq \f(q2B,2πm).故选项D正确.
答案:D
图29-3
4.在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,且范围足够大,其俯视图如图29-3所示,若小球运动到某点时,绳子突然断开,则关于绳子断开后,对小球可能的运动情况的判断不正确的是( )
A.小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动,但半径减小
B.小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动,半径不变
C.小球做顺时针方向的匀速圆周运动,半径不变
D.小球做顺时针方向的匀速圆周运动,半径减小
解析:绳子断开后,小球速度大小不变,电性不变.由于小球可能带正电也可能带负电,若带正电,绳子断开后小球仍做逆时针???向的匀速圆周运动,向心力减小或不变(原绳拉力为零),则运动半径增大或不变.若带负电,绳子断开后小球做顺时针方向的匀速圆周运动,绳断前的向心力与带电小球受到的洛伦兹力的大小不确定,向心力变化趋势不确定,则运动半径可能增大,可能减小,也可能不变.
答案:A
图29-4
5.(多选题)[2011·浙江卷]利用如图29-4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eq \f(qB?3d+L?,2m)
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
解析:本题考查带电粒子在磁场中的运动,意在考查考生应用数学知识处理问题的能力和分析问题的能力.由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电,选项A错;根据洛伦兹力提供向心力qvB=eq \f(mv2,r)可得v=eq \f(qBr,m),r越大v越大,由图可知r最大值为rmax=eq \f(3d+L,2),选项B正确;又r最小值为rmin=eq \f(L,2),将r的最大值和最小值代入v的表达式后得出速度之差为Δv=eq \f(3qBd,2m),可见选项C正确、D错误.
答案:BC
图29-5
6.如图29-5所示,一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v.若加上一个垂直纸面指向读者方向的磁场,则滑到底端时( )
A.v变大 B.v变小
C.v不变 D.不能确定
解析:洛伦兹力虽然不做功,但其方向垂直斜面向下,使物体与斜面间的正压力变大,故摩擦力变大,损失的机械能增加.
答案:B
B组 能力提升
7.(多选题)长为L的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,
图29-6
板间距离为L,板不带电,现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射,如图29-6所示,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是( )
A.使粒子速度v<eq \f(BqL,4m)
B.使粒子速度v>eq \f(5BqL,4m)
C.使粒子速度v>eq \f(BqL,4m)
D.使粒子速度
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