2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)24 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用（含解析）

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)24 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用（含解析） 一、單項(xiàng)選擇題 1. 右圖所示為顯像管的原理示意圖，當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電子束將打在熒光屏正中的O點(diǎn)．安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)．設(shè)垂直紙面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎较?，如果要使電子束打在熒光屏上的位置由a點(diǎn)逐漸移動(dòng)到b點(diǎn)，下圖中哪種變化的磁場(chǎng)能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)(　　) 解析：要使電子束打在熒光屏上的位置由a點(diǎn)逐漸移動(dòng)到b點(diǎn)，根據(jù)左手定則，能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的變化的磁場(chǎng)是圖A. 答案：A 2. 如圖所示，ABC為與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的邊長(zhǎng)為a的等邊三角形，磁場(chǎng)垂直于紙面向外，比荷為

2、的電子以速度v0從A點(diǎn)沿AB方向射入，欲使電子能經(jīng)過(guò)BC邊，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值應(yīng)為(　　) A．B> B．B< C．B< D．B> 解析： 由題意，如圖所示，電子正好經(jīng)過(guò)C點(diǎn)，此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R＝＝，要想電子從BC邊經(jīng)過(guò)，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑要大于，由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的公式r＝，有<，即B<，C正確． 答案：C 3. 兩個(gè)質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖．若不計(jì)粒子的重力，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電 B．a(chǎn)粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大 C．b粒子動(dòng)能較

3、大 D．b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) 解析：由左手定則可知b粒子帶正電，a粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于b粒子軌跡半徑較大，由r＝可知b粒子動(dòng)能較大，b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤；由于a粒子速度較小，所以a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤． 答案：C 4. 如圖所示，在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.在xOy平面內(nèi)，從原點(diǎn)O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個(gè)帶正電的粒子(重力不計(jì))．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若v一定，θ越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短 B．若v一定，θ越大，則粒子在離開(kāi)磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)越遠(yuǎn)

4、 C．若θ一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度越大 D．若θ一定，v越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短 解析：由左手定則可知，帶正電的粒子向左偏轉(zhuǎn)．若v一定，θ越大，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短，選項(xiàng)A正確；若v一定，θ等于90°時(shí)，粒子在離開(kāi)磁場(chǎng)的位置距O點(diǎn)最遠(yuǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若θ一定，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與v無(wú)關(guān)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度與v無(wú)關(guān)，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與v無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 答案：A 5. 如圖所示，帶異種電荷的粒子a、b以相同的動(dòng)能同時(shí)從O點(diǎn)射入寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30°和60°，且同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)．a(chǎn)、b兩粒

5、子的質(zhì)量之比為(　　) A．12 B．21 C．34 D．43 解析：根據(jù)粒子a、b動(dòng)能相同，mav＝mbv；a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑ra＝，b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡半徑rb＝d，粒子a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為120°，軌跡弧長(zhǎng)為sa＝＝，運(yùn)動(dòng)時(shí)間ta＝；b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為60°，軌跡弧長(zhǎng)為sb＝＝，運(yùn)動(dòng)時(shí)間tb＝；聯(lián)立解得為a、b兩粒子的質(zhì)量之比為mamb＝34，選項(xiàng)C正確． 答案：C 二、多項(xiàng)選擇題 6. 如圖所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，不加磁場(chǎng)時(shí)，不計(jì)重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過(guò)此區(qū)域的時(shí)間為t.若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、水平

6、向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子仍以原來(lái)的初速度入射，粒子飛出時(shí)偏離原方向60°，利用以上數(shù)據(jù)可求出(　　) A．帶電粒子的比荷 B．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期 C．帶電粒子的初速度 D．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑 解析： 設(shè)磁場(chǎng)的寬度為l，粒子射入磁場(chǎng)的速度v＝，l未知，C錯(cuò)誤；粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡和圓心位置如圖所示．由幾何關(guān)系知，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝l，因不知l，也無(wú)法求出半徑，D錯(cuò)誤；又因?yàn)閞＝，所以＝＝，粒子運(yùn)動(dòng)的周期T＝＝πt，A、B正確． 答案：AB 7. 如圖所示，兩個(gè)初速度大小相同的同種離子a和b，從O點(diǎn)沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打到屏P上，不計(jì)重力．

7、下列說(shuō)法正確的有(　　) A．a(chǎn)、b均帶正電 B．a(chǎn)在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間比b的短 C．a(chǎn)在磁場(chǎng)中飛行的路程比b的短 D．a(chǎn)在P上的落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離比b的近 解析：由左手定則判斷可得a、b均帶正電，A正確；a、b兩離子進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度大小相同，電荷量、質(zhì)量相等，由r＝及T＝知運(yùn)動(dòng)半徑及周期相等，由題圖知b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周，a的運(yùn)動(dòng)大于半個(gè)圓周，分析可知a粒子運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離近，B、C錯(cuò)誤，D正確． 答案：AD 8. 如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有1和2兩個(gè)質(zhì)子在同一平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑r1>r2并相切于P點(diǎn)，設(shè)T1、T2，v1、v2，

8、a1、a2，t1、t2，分別表示1、2兩個(gè)質(zhì)子的周期，線速度，向心加速度以及各自從經(jīng)過(guò)P點(diǎn)算起到第一次通過(guò)圖中虛線MN所經(jīng)歷的時(shí)間，則(　　) A．T1＝T2 B．v1＝v2 C．a(chǎn)1>a2 D．t1r2，則v1>v2，B錯(cuò)誤；由a＝，T＝，得a＝v，則a1>a2，C正確；又兩質(zhì)子的周期相同，由圖知質(zhì)子1從經(jīng)過(guò)P點(diǎn)算起到第一次通過(guò)圖中虛線MN所轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角比質(zhì)子2小，則t1

9、，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng)，電子束經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)后，其運(yùn)動(dòng)方向與原入射方向成θ角．設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，不計(jì)電子之間相互作用力及所受的重力，求： (1)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R； (2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t； (3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r. 解析：(1)由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 evB＝ 解得R＝ (2)設(shè)電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則T＝＝ 由如圖所示的幾何關(guān)系得圓心角α＝θ 所以t＝T＝ (3)由如圖所示幾何關(guān)系可知， tan＝ 解得r＝tan 答案：(1)　(2)　(3)tan 10. 一個(gè)質(zhì)量m＝

10、0.1 g的小滑塊，帶有q＝5×10－4 C的電荷量，放置在傾角α＝30°的光滑斜面上(斜面絕緣)，斜面置于B＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開(kāi)始沿斜面滑下，其斜面足夠長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開(kāi)斜面．求： (1)小滑塊帶何種電荷？ (2)小滑塊離開(kāi)斜面的瞬時(shí)速度多大？ (3)該斜面的長(zhǎng)度至少多長(zhǎng)？ 解析：(1)小滑塊沿斜面下滑過(guò)程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛倫茲力F.若要小滑塊離開(kāi)斜面，洛倫茲力F方向應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶負(fù)電荷． (2)小滑塊沿斜面下滑時(shí)，垂直斜面方向的加速度為零，有 qvB＋FN－mgcos

11、α＝0. 當(dāng)FN＝0時(shí)，小滑塊開(kāi)始脫離斜面，此時(shí)，qvB＝mgcosα，得 v＝＝m/s＝2 m/s. (3)下滑過(guò)程中，只有重力做功，由動(dòng)能定理得 mgxsinα＝mv2， 斜面的長(zhǎng)度至少應(yīng)是 x＝＝m＝1.2 m. 答案：(1)負(fù)電荷　(2)2 m/s　(3)1.2 m 11. 如圖所示，在第二象限和第四象限的正方形區(qū)域內(nèi)分別存在著兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，方向相反，且都垂直于xOy平面．一電子由P(－d，d)點(diǎn)，沿x軸正方向射入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ.(電子質(zhì)量為m，電量為e，sin53°＝4/5) (1)求電子能從第三象限射出的入射速度的范圍； (2)若電子從(0，)

12、位置射出，求電子在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t； (3)求第(2)問(wèn)中電子離開(kāi)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)的位置坐標(biāo)． 解析： (1)能射入第三象限的電子臨界軌跡如圖所示．電子偏轉(zhuǎn)半徑范圍為