人教版高中物理选修1-12.4磁场对运动电荷的作用 名师精编课时作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 2.4　磁场对运动电荷的作用同步练习 一、单选题 1.1.如图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 根据左手定则可知：A图中洛伦兹力方向应该向上，故A错误；B图中电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系符合左手定则，故B正确；C图中洛伦兹力方向应该向里，故C错误；D图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故D错误。本题选不正确的，故选ACD。 【点睛】带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力方向由左手定则进行判断，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线进入手心，并使四指指向正电荷运动方向或者负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向． 2.2.如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示不计重力空气阻力，则下列说法中正确的是　　 A. 甲带负电荷，乙带正电荷 B. 洛伦兹力对甲乙均做正功 C. 甲的速率大于乙的速率 D. 甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间 【答案】C 【解析】 【详解】在P点，速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则，甲带正电荷；同理，在P点，乙受向右的洛伦兹力，速度向下，磁场向外，根据左手定则，乙带负电荷；故A错误；根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，故洛伦兹力永不做功，故B错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：，故，由于q、m、B均相同，甲的轨道半径大，说明甲的速度也大，故C正确；周期，由于，故；由于q、m、B均相同，故时间相等，故D错误；故选C． 3.3. 学研究中经常利用磁场来改变带电粒子的运动状态现有两个速率相同的质子分别在磁感应强度大小为、的匀强磁场中做匀速圆周运动已知，下列说法正确的是　　 A. 两质子所受洛仑兹力大小之比：：2 B. 两质子加速度的大小之比：：1 C. 两质子运动的轨道半径之比：：1 D. 两质子运动的角速度之比：：1 【答案】B 【解析】 【详解】洛仑兹力，因为两质子带电量q和速率v都相同，则：：：1，A错误；向心加速度，：：1，两质子质量m相同，则：：：1，B正确；做匀速圆周运动的轨迹半径，因为两质子带电量q、速率v和质量m都相同，则，C错误；做匀速圆周运动的角速度，因为两质子的速率v相同，则，D错误；故选B． 【点睛】本题考查带电粒子在磁场中的运动，解题关键是会计算洛伦兹力，掌握匀速圆周运动各物理量之间的关系．但要特别注意洛伦兹力公式F=qvB的使用前提，不可随意套用． 4.4.如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以速度从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，已知OC与OB成角现将该带电粒子的入射速度大小变为，仍从A点沿原方向射入磁场，结果发现粒子在磁场中的运动时间是2t，则是的多少倍？　　 学_ _ ...学_ _ ...学_ _ ...学_ _ ... A. 2 B. C. 3 D. 【答案】D 【解析】 【详解】设圆形磁场区域的半径是R，以速度射入时，半径，根据几何关系可知，，所以 ；运动时间 ； 则第二次运动的时间为： ，因此第二次射入时的圆心角为，即为， 根据几何关系可知： ；以速度射入时，半径，所以；故选D． 【点睛】带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径，同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题． 5. 带电粒子在匀强磁场中运动，由于受到阻力作用，粒子的动能逐渐减小（带电荷量不变，重力忽略不计），轨道如图中曲线abc所示.则该粒子（ ） A. 带负电，运动方向a→b→c B. 带负电，运动方向c→b→a C. 带正电，运动方向a→b→c D. 带正电，运动方向c→b→a 【答案】A 【解析】 试题分析：带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则半径减小，即可由轨迹分析粒子入射的方向．由左手定则判断电荷的电性． 解：据题意，带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子的能量逐渐减小，速度减小，则由公式得知，粒子的半径逐渐减小，由图看出，粒子的运动方向是从a到b再到c．在a处，粒子所受的洛伦兹力向右，由左手定则判断可知，该粒子带负电．所以选项A正确． 故选：A 【点评】本题只要掌握带电粒子在磁场中匀速圆周运动的半径和左手定则就能正确解答． 6.6.正方形区域ABCD