2020版高考物理新优选大一轮人教通用版考点规范练:29 磁场对运动电荷的作用 Word版含解析.pdf
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1、考点规范练考点规范练 29 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用 考点规范练第考点规范练第 56 页页 一、单项选择题 1. 如图所示,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为( ) A.向上B.向下 C.向左D.向右 答案 A 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,由左手定则可知电子 所受洛伦兹力的方向向上,A 正确。 2. 如图所示,在正方形 abcd区域内存
2、在一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度的大小为 B1。一带电粒子 从 ad边的中点 P垂直 ad边射入磁场区域后,从 cd边的中点 Q 射出磁场。若将磁场的磁感应强度大 小变为 B2后,该粒子仍从 P 点以相同的速度射入磁场,结果从 c 点射出磁场,则等于( ) 1 2 A.B. 5 2 7 2 C.D. 5 4 7 4 答案 A 解析设正方形边长为 l,根据几何知识,当粒子从 Q 点射出时,R1= ;当粒子从 c 点射出时,根据几何知 2 识可得 R2= ,所以有,A 正确。 5 4 1 2 = 2 1 = 5 2 3.两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向
3、垂直的带 电粒子(不计重力),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的( ) A.轨道半径减小,角速度增大 B.轨道半径减小,角速度减小 C.轨道半径增大,角速度增大 D.轨道半径增大,角速度减小 答案 D 解析带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后,粒子的速度 v大小不变,磁感应强度 B 减小,由 公式 r=可知,轨道半径增大。由公式 T=可知,粒子在磁场中运动的周期增大,根据 =知角 2 2 速度减小。选项 D 正确。 4.如图所示,直角坐标系中 y轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为 a 的有界匀强磁场,磁感应强度为 B, 右边界 PQ平行于 y轴。一粒子(重力不计)从原点 O 以与 x
4、 轴正方向成 角的速度 v 垂直射入磁场, 当斜向上射入时,粒子恰好垂直 PQ 射出磁场;当斜向下射入时,粒子恰好不从右边界射出。则粒子的 比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为( ) A.B. , 2 3 2, 2 3 C.D. 2, 4 3 , 4 3 答案 C 解析粒子在磁场中运动轨迹如图所示,则由图知,斜向上射入时有 rsin =a,斜向下射入时有 rsin +a=r,联立求得 =30,且 r=2a。由洛伦兹力提供向心力得 Bqv=m,解得 r=,即粒子的比荷为 2 。粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的圆心角为 =2(90-30)=120,运动时间为= 2 t=,选
5、项 C 正确。 3 = 4 3 5. 如图所示,长方形 abcd长 ad=0.6 m,宽 ab=0.3 m,O、e 分别是 ad、bc 的中点,以 ad 为直径的半圆内 有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度 B=0.25 T。一群不计重力、质量 m=310-7 kg、电荷量 q=+210-3 C的带电粒子以速度 v=5102 m/s 沿垂直 ad 方向且垂直于磁场射入磁场区 域,则( ) A.从 Od边射入的粒子,出射点全部分布在 Oa 边 B.从 aO边射入的粒子,出射点全部分布在 ab边 C.从 Od边射入的粒子,出射点分布在 Oa 边和 ab 边 D.从 aO边射入的粒子
6、,出射点分布在 ab 边和 be 边 答案 D 解析由 r=得带电粒子在匀强磁场中运动的半径 r=0.3 m,从 Od 边射入的粒子,出射点分布在 ab 和 be边;从 aO 边射入的粒子,出射点分布在 ab 边和 be 边。选项 D 正确。 6. 如图所示,在 x0,y0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向里,大小为 B。 现有一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子,从 x 轴上的某点 P 沿着与 x 轴正方向成 30角的方向 射入磁场。不计重力的影响,则下列有关说法正确的是( ) A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点 B.粒子在磁场中运动所经历的时间
7、一定为 5 3 C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 6 答案 C 解析带正电的粒子从 P点沿与 x 轴正方向成 30角的方向射入磁场中,则圆心在过 P 点与速度方向 垂直的直线上,如图所示,粒子在磁场中要想到达 O 点,转过的圆心角肯定大于 180,因磁场有边界, 故粒子不可能通过坐标原点,故选项 A 错误;由于 P 点的位置不确定,所 以粒子在磁场中运动的圆弧对应的圆心角也不同,最大的圆心角是圆弧与 y 轴相切时即 300,运动 时间为 T,而最小的圆心角为 P 点在坐标原点即 120,运动时间为 T,而 T=,故粒子在磁场中运 5 6 1 3 2
8、 动所经历的时间最长为,最短为,选项 C正确,B、D 错误。 5 3 2 3 二、多项选择题 7. 质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N,以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,带电粒子仅受洛 伦兹力的作用,运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是( ) A.M 带负电,N 带正电 B.M的速率小于 N的速率 C.洛伦兹力对 M、N 不做功 D.M 的运行时间大于 N 的运行时间 答案 AC 解析由左手定则可知,M带负电,N 带正电,选项 A 正确;由 r=可知,M 的速率大于 N 的速率,选项 B 错误;洛伦兹力对 M、N 不做功,选项 C 正确;由 T=可知 M 的运行时间等于
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