高考物理一轮总复习(鲁科版)课件:第九章第二节
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第2讲磁场对运动电荷的作用[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1.如图,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点.在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右解析:条形磁铁的磁感线在a点垂直P向外,电子在条形磁铁的磁场中向右运动,由左手定则可得电子所受洛伦兹力的方向向上,A正确.答案:A2。
(2018·四川成都经济技术开发区高三质检)如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场;重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场.若粒子射入、射出磁场点间的距离为R,则粒子在磁场中的运动时间为() A.错误! B.错误!C。
错误!D。
错误!解析:粒子在磁场中做匀速圆周运动,画出轨迹,如图所示,故轨道半径r=错误!R,运动轨迹对应的圆心角为错误!π,故粒子在磁场中的运动时间t=错误!=错误!,故A正确,B、C、D错误.答案:A3.一个带电粒子A在一边长为a的正方形匀强磁场区域中做匀速圆周运动,运动的轨迹半径为R,在某点与一个静止的微粒(不带电)碰撞后结合在一起继续做匀速圆周运动,不计带电粒子和微粒的重力,根据题述信息,下列说法正确的是( ) A.可以得出带电粒子与微粒碰撞前的速度大小B.可以得出带电粒子与微粒碰撞后的速度大小C.可以得出带电粒子与微粒碰撞后在磁场中运动的轨迹半径D.带电粒子与微粒碰撞后继续运动,可能从正方形匀强磁场区域中射出解析:由于题干中没有给出带电粒子的质量和电荷量、匀强磁场的磁感应强度等信息,因此不能得出带电粒子与微粒碰撞前、后的速度大小,选项A、B 错误.带电粒子与微粒碰撞前后动量守恒,即mv0=(m+m′)v1;对带电粒子与微粒碰撞前在磁场中的运动,有qv0B=m错误!;对带电粒子与微粒碰撞后在磁场中的运动,有qv1B=(m+m′)错误!,联立解得R1=R,即可以得出带电粒子与微粒碰撞后在磁场中运动的轨迹半径R1,选项C正确.由于带电粒子与微粒碰撞后继续运动的轨迹半径不变,所以不可能从正方形匀强磁场区域中射出,选项D错误.答案:C4.(2018·豫东、豫北十校联考)在光滑绝缘的水平面上,OP右侧有如图所示的匀强磁场,两个完全相同的带电小球a和b以大小相等的初速度从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后两球均运动到OP边界的P侧,下列说法正确的是( )A.球a带正电,球b带负电B.球a在磁场中运动的时间比球b的短C.球a在磁场中运动的路程比球b的短D.球a在OP上的落点与O点的距离比球b的近解析:两球均运动到P侧,即a、b均向P侧偏转,由左手定则知,a、b均带正电,A项错误;由r=错误!可知,a、b两球轨道半径相等,b在磁场中运动了半个圆周,a的运动大于半个圆周,故a在P上的落点与O点的距离比b 的近,飞行路程比b的长,又因两球速率相等,球a运动时间长,B、C两项错误,D项正确.答案:D5.(2018·四川成都诊断)如图所示,匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第一象限内,磁感应强度为B 、方向垂直于纸面向里.一质量为m 、电荷量绝对值为q 、不计重力的粒子,以某速度从O 点沿着与y 轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到A 点时,粒子速度沿x 轴正方向.下列判断正确的是( )A .粒子带正电B .运动过程中,粒子的速度不变C .粒子由O 到A 经历的时间为t =错误!D .离开第一象限时,粒子的速度方向与x 轴正方向的夹角为30°解析:根据题意和左手定则可判断,该带电粒子带负电,故A 选项错误;该带电粒子在洛伦兹力作用下在匀强磁场中做匀速圆周运动,虽然粒子的速度的大小不变,但速度的方向时刻改变,则粒子的速度不断变化,故B 选项错误;根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的运动时间t 与圆心角θ、周期T 的关系t =错误!·T 和带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式T =2πm qB,根据数学知识可得θ=错误!,解得t =错误!,故C 选项正确;根据带电粒子在有界匀强磁场中运动的对称性可知,该带电粒子离开第一象限时,粒子的速度方向与x 轴正方向的夹角应该为60°,故D 选项错误. 答案:C二、多项选择题6.如图所示,ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC 为与AB 相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电.现将三个小球在轨道AB 上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则( )A .经过最高点时,三个小球的速度相等B .经过最高点时,甲球的速度最小C .甲球的释放位置比乙球的高D .运动过程中三个小球的机械能均保持不变解析:设磁感应强度为B,圆形轨道半径为r,三个小球质量均为m,它们恰好通过最高点时的速度分别为v甲、v乙和v丙,则mg+Bv甲q=错误!,mg-Bv乙q=错误!,mg=错误!,显然,v甲>v丙〉v乙,选项A、B错误;三个小球在运动过程中,只有重力做功,即它们的机械能守恒,选项D正确;甲球在最高点处的动能最大,因为重力势能相等,所以甲球的机械能最大,甲球的释放位置最高,选项C正确.答案:CD7.在正方形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,比荷相同的两个粒子a、b从一边长中点垂直磁场方向进入磁场,a粒子从正方形的顶点射出磁场,b粒子从正方形边长的中点射出磁场,运动轨迹如图所示,则()A.a带负电,b带正电B.a带正电,b带负电C.a、b进入磁场时的速率之比为1∶2D.a、b在磁场中运动的时间之比为1∶1解析:磁场的方向向外,粒子运动的方向向左,由左手定则可知,正电荷受到的洛伦兹力的方向向上,负电荷受到的洛伦兹力的方向向下,所以a带正电,b带负电,A错误,B正确;由洛伦兹力提供向心力得qvB=mv2r,有r=错误!=错误!·错误!·v,比荷相同的两个粒子运动的半径与速率成正比,由题图可知,错误!=错误!,则错误!=错误!=错误!,C正确;由T=错误!=错误!=2πB·错误!知,比荷相同的两个粒子在磁场中的运动周期相等,由t=错误!·T 知,错误!=错误!=错误!=错误!,D错误.答案:BC8.如图所示,长方形abcd的长ad=0。