《 备考指南 物理 》课件_第9章 第2讲.docVIP

第九章第2讲

知识巩固练习

1．(2021年河源名校检测)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，故A错误，B正确；c粒子不偏转，故c粒子不带电，故C错误；根据左手定则可知d粒子带正电，故D错误．

2．(多选)如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上．两个相同带正电小球(可视为质点)从两轨道的左端最高点同时由静止释放，M、N分别为两轨道的最低点，则()

A．两小球到达轨道最低点的速度vM＞vN

B．两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FM＞FN

C．两小球第一次到达最低点的时间相同

D．两小球都能到达轨道的另一端

【答案】AB

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＝keq\f(I,r).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()

ABCD

【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垂直．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，小球将做匀速直线运动，故A正确．

4．(2021年常德质检)如图所示为洛伦兹力演示仪的结构．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．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＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).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＝eq\f(mv\o\al(2,0),r).解得r＝eq\f(mv0,eB)＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,e)).增大电子枪的加速电压使v0增大，减小励磁线圈中的电流，则电流产生的磁场减小，都可以使电子束的轨道半径变大，故C正确．

5．(2021年芜湖质检)如图，边长ab＝1.5L、bc＝eq\r(3)L的矩形区域内存在垂直于区域平面向里的匀强磁场．在ad边中点O处有一粒子源，可在区域平面内沿各方向发射速度大小相等的同种带电粒子．已知沿Od方向射入的粒子在磁场中运动的轨道半径为L，且经时间t0从边界cd离开磁场．不计粒子的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是()

A．粒子带负电

B．粒子可能从c点射出

C．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t0

D．粒子在磁场中运动的最长时间为2t0

【答案】D

【解析】粒子运动轨迹如图甲所示，根据左手定则可知粒子带正电，故A错误；如图甲圆弧OB，当粒子轨迹与dc相切时，设切点与d点距离为x，由几何关系得x2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L－\f(\r(3),2)L))2＝L2，解得x＝eq\r(\r(3)－\f(3,4))L1.5L，则粒子不会达到c点，故B错误；由图甲圆弧OA，设粒子轨迹对应的圆心角为θ，sinθ＝eq\f(\f(bc,2),L)，解得θ＝60°，根据题意得eq\f(60°,360°)T＝t0，T＝6t0，故C错误；由几何关系可知，粒子轨迹与bc边相切且从b点处射出时，粒子在磁场中运动的时间最长．如图乙所示，Ob＝eq\r(ab2＋Oa2)＝eq\r(3)L.设此时运动的角度为α，由几何关系得sineq\f(α,2)＝eq\f(\f(Ob,2),L)，解得α＝120°.则运动时间eq\f(120°,360°)T＝2t0，故D正确．

6．(多选)(2022年揭阳名校质检)如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上有两个质量和电荷量均相同的正负离子(不计重力)从点O以相同的速率先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角．则正负离子在磁场中()

A．运动时间相同

B．运动轨道的半径相同

C．重新回到边界时速度的大小和方向相同

D．重