（新課標）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第九章 磁場 第2講 洛倫茲力 帶電粒子在勻強磁場中的運動.doc

第2講洛倫茲力帶電粒子在勻強磁場中的運動a組基礎(chǔ)題組1.(2016湖南長沙第一中學(xué)一模)初速度為v0的電子,沿平行于通電直導(dǎo)線的方向射出,直導(dǎo)線中電流方向與電子的初始運動方向如圖所示,則() a.電子將向右偏轉(zhuǎn),速率不變b.電子將向左偏轉(zhuǎn),速率改變c.電子將向左偏轉(zhuǎn),速率不變d.電子將向右偏轉(zhuǎn),速率改變2.(2015課標,14,6分)兩相鄰勻強磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小不同、方向平行。一速度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直的帶電粒子(不計重力),從較強磁場區(qū)域進入到較弱磁場區(qū)域后,粒子的()a.軌道半徑減小,角速度增大b.軌道半徑減小,角速度減小c.軌道半徑增大,角速度增大d.軌道半徑增大,角速度減小3.(2016江蘇四市調(diào)研)如圖所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖。勵磁線圈產(chǎn)生的勻強磁場方向垂直紙面向外,電子束由電子槍產(chǎn)生,其速度方向與磁場方向垂直。電子速度的大小和磁場強弱可分別由電子槍的加速電壓和勵磁線圈的電流來調(diào)節(jié)。下列說法正確的是()a.僅增大勵磁線圈中電流,電子束徑跡的半徑變大b.僅提高電子槍加速電壓,電子束徑跡的半徑變大c.僅增大勵磁線圈中電流,電子做圓周運動的周期將變大d.僅提高電子槍加速電壓,電子做圓周運動的周期將變大4.(2014課標,20,6分)(多選)圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖。圖中,永磁鐵提供勻強磁場,硅微條徑跡探測器可以探測粒子在其中運動的軌跡。宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子。當這些粒子從上部垂直進入磁場時,下列說法正確的是()a.電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同b.電子與正電子在磁場中運動軌跡的半徑一定相同c.僅依據(jù)粒子運動軌跡無法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子d.粒子的動能越大,它在磁場中運動軌跡的半徑越小5.(2016廣東廣州廣雅中學(xué)模擬)(多選)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場,三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同速率對準圓心o沿著ao方向射入磁場,其運動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力作用,則下列說法正確的是()a.a粒子動能最大b.c粒子速率最大c.a粒子在磁場中運動時間最長d.它們做圓周運動的周期tatbtc6.(2015海南單科,1,3分)如圖,a是豎直平面p上的一點。p前有一條形磁鐵垂直于p,且s極朝向a點。p后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下,在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過a點。在電子經(jīng)過a點的瞬間,條形磁鐵的磁場對該電子的作用力的方向()a.向上 b.向下 c.向左 d.向右7.質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子m和n,以不同的速率經(jīng)小孔s垂直進入勻強磁場,運行的半圓軌跡如圖中虛線所示。下列表述正確的是()a.m帶負電,n帶正電b.m的速率小于n的速率c.洛倫茲力對m、n做正功d.m的運行時間大于n的運行時間8.(2015江蘇連云港模擬)(多選)如圖所示,在一矩形區(qū)域內(nèi),不加磁場時,不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入,穿過此區(qū)域的時間為t。若加上磁感應(yīng)強度為b、垂直紙面向外的勻強磁場,帶電粒子仍以原來的初速度入射,粒子飛出磁場時偏離原方向60,利用以上數(shù)據(jù)可求出下列物理量中的()a.帶電粒子的比荷b.帶電粒子在磁場中運動的周期c.帶電粒子的初速度d.帶電粒子在磁場中運動的半徑b組提升題組9.(2013廣東理綜,21,4分)(多選)如圖,兩個初速度大小相同的同種離子a和b,從o點沿垂直磁場方向進入勻強磁場,最后打到屏p上。不計重力。下列說法正確的有() a.a、b均帶正電b.a在磁場中飛行的時間比b的短c.a在磁場中飛行的路程比b的短d.a在p上的落點與o點的距離比b的近10.(2015甘肅河西五市第一次聯(lián)考)(多選)如圖所示,以直角三角形aoc為邊界的有界勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度為b,a=60,ao=a。在o點放置一個粒子源,可以向各個方向發(fā)射某種帶負電的粒子,粒子的比荷為q/m,發(fā)射速度大小都為v0,且滿足v0=,發(fā)射方向由圖中的角度表示。對于粒子進入磁場后的運動(不計重力作用),下列說法正確的是()a.粒子有可能打到a點b.以=60飛入的粒子在磁場中運動時間最短c.以rn,由半徑r=可知,vmvn,b錯誤。因洛倫茲力與速度方向時刻垂直,故不做功,c錯誤。由周期公式t=及t=t可知,tm=tn,d錯誤。8.ab由帶電粒子在磁場中運動的偏轉(zhuǎn)角,可知帶電粒子運動軌跡所對的圓心角為60,因此由幾何關(guān)系得磁場寬度l=r sin 60= sin 60,未加磁場時有l(wèi)=v0t,所以可求得比荷=,a項對;周期可由t=求出,b項對;由題給條件無法求帶電粒子的初速度和其運動的半徑,所以c、d項錯。b組提升題組9.ad因離子均向下偏轉(zhuǎn)打到屏p上,根據(jù)左手定則可知a、b均帶正電,a項正確。又因a、b為同種離子,m、q均相同,由r=,t=,可知它們的軌道半徑r與周期t也均相同。而a離子的軌跡是一段優(yōu)弧,b離子的軌跡是一個半圓。a的路程比b的路程長,飛行時間也比b的飛行時間長,故b、c項均錯誤。b在p上的落點到o點的距離等于圓軌跡的直徑,說明b的落點離o點最遠,故d項正確。10.ad根據(jù)bqv0=m,可知粒子的運動半徑r=a,因此=60時,粒子恰好從a點飛出,故a正確。以=60飛入的粒子在磁場中運動時間恰好是周期的六分之一,在磁場中運動時間最長,故b錯誤;以=0飛入的粒子恰好從ac中點飛出,在磁場中運動時間也恰好是周期的六分之一,從0到60,粒子在磁場中運動時間先減小后增大,故c錯誤;因為以=0飛入的粒子在磁場中恰好從ac中點飛出,因此在ac邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出,故d正確。11.答案ft1=3mg-qbft2=3mg+qb解析小球由a運動到c的過程中,洛倫茲力始終與v的方向垂直,對小球不做功,只有重力做功,由動能定理有mgl=m,解得vc=。在c點,由左手定則可知洛倫茲力方向豎直向上,則小球受力情況如圖甲所示。由牛頓第二定律,有ft1+f洛1-mg=m又f洛1=qvcb,解得ft1=3mg-qb。同理可得小球第二次經(jīng)過c點時,受力情況如圖乙所示:得ft2=3mg+qb。12.答案(1)0.35 m(2)1.610-6 s(3)11解析(1)根據(jù)bqv=m得:r=代入數(shù)據(jù)解得:r=0.2 m分析知下表面被擊中的位置x=0.2 m(或0.35 m)(2)根據(jù)bqv=m和t=得:t=代入數(shù)據(jù)解得:t=1.210-6 s由幾何關(guān)系可得最長時間為打在坐標原點的粒子t=t=1.010-6 s(3)由幾何關(guān)系得打到上板的粒子所對應(yīng)的角度為=90打到下板的粒子所對應(yīng)的角度為=90擊中上、下板面的粒子數(shù)之比=13.答案(1)20 m/s(2)0.90 m(3)b5.33 t(取也可)解析(1)對帶電粒子的加速過程,由動能定理有:qu=mv2解得:v=20 m/s(2)帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻