高考物理一輪復(fù)習(xí)第章磁場練案磁場對運(yùn)動電荷的作用新人教

1、練案26 磁場對運(yùn)動電荷的作用一、選擇題(本題共8小題，15題為單選，68題為多選)1(2018河南省南陽市高三上學(xué)期第五次月考)質(zhì)量為m，帶電荷量為q的小物塊，從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，如圖所示，若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，下面說法中正確的是( B )A小物塊一定帶正電荷B小物塊在斜面上運(yùn)動時做勻加速直線運(yùn)動C小物塊在斜面上運(yùn)動時做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運(yùn)動D小物塊在斜面上下滑過程中，當(dāng)小物塊對斜面壓力為零時的速率為解析帶電小球下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零，知洛倫茲力的方向垂直于斜面向上。

2、根據(jù)左手定則知，小球帶負(fù)電，故A錯誤；小球在運(yùn)動的過程中受重力、斜面的支持力、洛倫茲力，合外力沿斜面向下，大小為mgsin，根據(jù)牛頓第二定律知agsin，小球在離開斜面前做勻加速直線運(yùn)動，故B正確，C錯誤；當(dāng)壓力為零時，在垂直于斜面方向上的合力為零，有mgcosqvB，解得v，故D錯誤。2(2018四川成都月考)如圖所示，正六邊形abcdef區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場。一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時，從b點(diǎn)離開磁場，在磁場中運(yùn)動的時間為tb，當(dāng)速度大小為vc時，從c點(diǎn)離開磁場，在磁場中運(yùn)動的時間為tc，不計粒子重力。則( A )Avbvc12，tbtc21Bv

3、bvc21，tbtc12Cvbvc21，tbtc21Dvbvc12，tbtc12解析設(shè)正六邊形的邊長為L，一帶正電的粒子從f點(diǎn)沿fd方向射入磁場區(qū)域，當(dāng)速度大小為vb時，從b點(diǎn)離開磁場，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑rbL，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡對應(yīng)的圓心角為120，由洛倫茲力提供向心力Bqvb，得L，且T，得tb；當(dāng)速度大小為vc時，從c點(diǎn)離開磁場，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡所對應(yīng)的圓心角260，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑rcL2L，同理有2L，tc，解得vbvc12，tbtc21，A項正確。3(2018湖北襄陽高三期末)如圖所示，在0xa,0ya的長

4、方形區(qū)域有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個粒子源，在某時刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計)，它們的速度方向均在xOy平面內(nèi)的第一象限，且與y軸正方向的夾角分布在090范圍內(nèi)，速度大小不同，且滿足v，已知粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為T，則下列說法正確的是( A )A所有粒子在磁場中運(yùn)動經(jīng)歷最長的時間為B所有粒子在磁場中運(yùn)動經(jīng)歷最長的時間小于 C從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時間大于D從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時間為解析粒子在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，所以有，Bvq，則有，R；又因為v，所以，2aR3a；粒子做

5、圓周運(yùn)動的周期T；當(dāng)速度與y軸正方向的夾角為零時，有R越大，對應(yīng)的越小，所以，當(dāng)R3a時，最小，此時，sin ，所以，tT0)的小球由軌道左端A處無初速度滑下，當(dāng)小球滑至軌道最低點(diǎn)C時，給小球再施加一始終水平向右的外力F，使小球能保持不變的速率滑過軌道右側(cè)的D點(diǎn)，若小球始終與軌道接觸，重力加速度為g，則下列判斷正確的是( BD )A小球在C點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為qBB小球在C點(diǎn)對軌道的壓力大小為3mgqBC小球從C到D的過程中，外力F大小保持不變D小球從C到D的過程中，外力F的功率增大解析因為洛倫茲力始終對小球不做功，故洛倫茲力不改變小球速度的大小，從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中只有重力做功，根據(jù)動

6、能定理得：mgRmv2，解得：v。故小球在C點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為fqBvqB，A錯誤；由左手定則可知，小球向右運(yùn)動到C點(diǎn)時若受到的洛倫茲力的方向向上，則有：NqvBmgm，解得：N3mgqvB3mgqB，B正確；小球從C到D的過程中，洛倫茲力和支持力沿水平方向的分力增大，所以水平外力F增大，故C錯誤；小球從C到D的過程中小球的速率不變，而洛倫茲力和支持力不做功，所以小球的動能不變，拉力F的功率與重力的功率大小相等，方向相反。由運(yùn)動的合成與分解可知，小球從C向D運(yùn)動的過程中，豎直方向的分速度越來越大，所以重力的功率增大，所以外力F的功率也增大，D正確。8(2018四川宜賓期中)如圖所示，兩方向

7、相反、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場被邊長為L的等邊三角形ABC理想分開，三角形內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，三角形頂點(diǎn)A處有一質(zhì)子源，能沿BAC的角平分線發(fā)射速度不同的質(zhì)子(質(zhì)子重力不計)，所有質(zhì)子均能通過C點(diǎn)，質(zhì)子比荷k，則質(zhì)子的速度可能為( BD )A2kBLBCD解析因質(zhì)子帶正電，且經(jīng)過C點(diǎn)，其可能的軌跡如圖所示，所以圓弧所對圓心角均為60，所以質(zhì)子運(yùn)動半徑r(n1,2,3，)，由洛倫茲力提供向心力得Bqvm，即vBk(n1,2,3)，B、D項正確。二、非選擇題9(2018廣東梅州檢測)如圖所示，在邊長為L的正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在正方形對角線CE上

8、有一點(diǎn)P，其到CF、CD的距離均為，且在P點(diǎn)處有一個發(fā)射正離子的裝置，能連續(xù)不斷地向紙面內(nèi)的各方向發(fā)射出速率不同的正離子。已知離子的質(zhì)量為m、電荷量為q，不計離子的重力及離子間的相互作用。求：(1)速率在什么范圍內(nèi)的所有離子均不可能射出正方形區(qū)域；(2)速率v的離子在DE邊的射出點(diǎn)距離D點(diǎn)的范圍。答案：(1)v(2)dL解析(1)依題意可知，若離子在正方形區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動不射出該正方形區(qū)域，則半徑r，對離子，由牛頓第二定律有qvBm，解得v。甲(2)當(dāng)v時，設(shè)離于在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R，由qvBm，可得R，要使離子從DE邊射出，則其必不能從CD射出，其臨界狀態(tài)是離子軌跡與CD邊相切，恰不

9、能從CD邊射出，設(shè)切點(diǎn)與C點(diǎn)距離為s，其軌跡如圖甲所示，由幾何關(guān)系得R2(s)2(R)2，解得sL，設(shè)此時DE邊出射點(diǎn)與D點(diǎn)的距離為d1，則由幾何關(guān)系有(Ls)2(Rd1)2R2，解得d1，乙而當(dāng)離子軌跡與DE邊相切時，離子恰好不能從EF邊射出，設(shè)此時切點(diǎn)與D點(diǎn)距離為d2，其軌跡如圖乙所示，由幾何關(guān)系有R2(LR)2(d2)2，解得d2L，故速率v的離子在DE邊的射出點(diǎn)距離D點(diǎn)的范圍為d2L。10.(2018山東省濰坊市高三上學(xué)期期末試題)如圖所示，在xOy平面第一象限的區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。第四象限區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，區(qū)域、的寬度均為L，高度分別為DEL，EF2L，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從左邊為(0，L)的A點(diǎn)以速度v0沿與y軸正方向成45夾角射入?yún)^(qū)域，經(jīng)x軸上的C點(diǎn)(圖中未畫出)進(jìn)入?yún)^(qū)域，不計粒子重力。(1)求OC的長度；(2)要使粒子從DE邊界射出，I區(qū)域磁感應(yīng)