《高考备考指南 物理 》课件_第2讲　磁场对运动电荷的作用.docxVIP

第2讲磁场对运动电荷的作用

(本栏目对应配套训练P80~81)

知识巩固练习

1.一个粒子源沿垂直于匀强磁场的方向射出一束粒子，匀强磁场的方向垂直于纸面向外，其中a、b、c、d四个粒子的运动轨迹如图所示.粒子的重力不计.则下列说法正确的是()

A.a粒子带正电 B.b粒子带负电

C.c粒子带负电 D.d粒子带负电

【答案】B【解析】匀强磁场的方向垂直于纸面向外，a、b粒子向上偏转，根据左手定则可知a、b粒子带负电，A错误，B正确；c粒子不偏转，故c粒子不带电，C错误；根据左手定则可知d粒子带正电，D错误.

2.(2023年江门一中模拟)以下各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，方向如图；带电粒子的速率均为v，方向如图；带电荷量均为q，电性如图.关于各电荷所受洛伦兹力说法正确的是()

A.图甲中电荷受到的洛伦兹力垂直于纸面向内

B.图乙中电荷受到的洛伦兹力大小等于0

C.图丙中电荷受到的洛伦兹力大小等于qvB

D.图丁中电荷受到的洛伦兹力平行于纸面斜向左上

【答案】D【解析】电荷受到的洛伦兹力平行于纸面斜向左上，A错误；电荷受到的洛伦兹力垂直于纸面向内，不为0，B错误；电荷不受洛伦兹力的作用，C错误；电荷受到的洛伦兹力平行于纸面斜向左上，D正确.

3.已知通入电流为I的长直导线在周围某点产生的磁感应强度B与该点到导线间的距离r的关系为B=kIr.如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上.绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度v0水平向右运动.小球始终在水平面上运动.运动轨迹用实线表示.若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是

【答案】A【解析】根据右手螺旋定则可知，直线电流I产生的磁场方向与光滑的水平面平行.根据左手定则可知，带正电的小球受到的洛伦兹力方向始终与该水平面垂直，沿水平方向没有分力，所以洛伦兹力对运动的电荷不做功，小球将做匀速直线运动，故A正确.

4.下图为洛伦兹力演示仪的结构简图.由电子枪产生电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹.当通有恒定电流时前后两个励磁线圈之间产生匀强磁场，磁场方向与两个线圈中心的连线平行.电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压U和励磁线圈的电流I来调节.适当调节U和I，玻璃泡中就会出现电子束的圆形径迹.下列调节方式中，一定能让圆形径迹半径增大的是()

A.同时增大U和I B.同时减小U和I

C.增大U，减小I D.减小U，增大I

【答案】C【解析】电子在加速电场中加速，由动能定理有eU=12mv02.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有eBv0=mv02r，解得r=

5.(2023年朝阳二模)如图所示，空间存在一圆形匀强磁场区域，P、M是磁场边界上的两个点.氕核(11H)和氦核(24He)分别从P点沿半径方向垂直于磁场射入，且都从M

A.射入磁场的速率之比为2∶1

B.在磁场中运动的时间之比为1∶1

C.射入磁场时的动量大小之比为1∶1

D.在磁场中运动的加速度大小之比为2∶1

【答案】A【解析】氕核与氦核均从P点沿半径方向射入，从M点射出，则两粒子的运动半径相同.根据洛伦兹力提供向心力有qvB=mv2r，v=qBrm，所以氕核与氦核射入磁场的速率之比等于比荷之比，即v1v2=21，A正确；粒子在磁场中运动的时间为t=14T=14·2πmqB，所以氕核与氦核在磁场中运动的时间之比为1∶2，B错误；粒子射入磁场时的动量大小为p=mv，所以氕核与氦核射入磁场时的动量大小之比为1∶

6.如图所示，在MNQP中有一垂直于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，O点是PQ的中点.不计粒子重力.下列说法正确的是()

A.粒子c带负电，粒子a、b带正电

B.射入磁场时，粒子b的速率最小

C.粒子a在磁场中的运动时间最长

D.若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子a在磁场中的运动时间不变

【答案】C【解析】根据左手定则可知粒子c带正电，粒子a、b带负电，A错误.粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律有qvB=mv2R，解得v=qBRm.由图知射入磁场时粒子a的半径最小，所以射入磁场时粒子a的速率最小，B错误.根据T=2πmqB可知，粒子在磁场中做圆周运动的周期相同，粒子在磁场中的运动时间为t=θ2πT=mθqB，由于m、q、B都相同，粒子a转过的圆心角θ最大，则射入磁场时粒子a的运动时间最长，C正确.若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，由牛顿第二定律有qvB=mv2R，解得R=mvqB.则粒子a射入磁场时的半径会变小，但