2018年秋东方思维高三物理第一轮复习课时跟踪练:第九章第二讲磁场对运动电荷的作用 Word版含解析.pdf
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1、第九章第九章 磁场磁场 第二讲第二讲 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用 课时跟踪练课时跟踪练 A 组 基础巩固组 基础巩固 1(多选多选)(2015全国卷全国卷)有两个匀强磁场区域和,中的 磁感应强度是中的 有两个匀强磁场区域和,中的 磁感应强度是中的 k 倍 两个速率相同的电子分别在两磁场区域做 圆周运动与中运动的电子相比,中的电子 倍 两个速率相同的电子分别在两磁场区域做 圆周运动与中运动的电子相比,中的电子( ) A运动轨迹的半径是中的运动轨迹的半径是中的 k 倍倍 B加速度的大小是中的加速度的大小是中的 k 倍倍 C做圆周运动的周期是中的做圆周运动的周期是中的 k 倍倍 D做圆
2、周运动的角速度与中的相等做圆周运动的角速度与中的相等 解析 :解析 : 两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动,且 磁场磁感应强度 两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动,且 磁场磁感应强度B1是磁场磁感应强度是磁场磁感应强度B2的的k倍 由倍 由qvB得得r m mv v2 2 r r ,即中电子运动轨迹的半径是中的 ,即中电子运动轨迹的半径是中的 k 倍,选项倍,选项 A 正确;正确; m mv v q qB B 1 B 由由 F合 合 ma 得得 aB, 所以 , 选项, 所以 , 选项 B 错误 ; 由错误 ; 由 T F F合 合 m m q qv vB B m m a
3、a2 2 a a1 1 1 1 k k 2 2r r v v 得得 Tr,所以,所以k,选项,选项 C 正确 ; 由正确 ; 由 得 ,选项得 ,选项 D T T2 2 T T1 1 2 2 T T 2 2 1 1 T T1 1 T T2 2 1 1 k k 错误错误 答案:答案:AC 2(多选多选)用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径 迹图甲是洛伦兹力演示仪的实物图,图乙是结构示意图励磁线圈 通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场, 励磁线圈中的电流越大, 产生 的磁场越强 图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直 磁感线方向射入磁场下列
4、关于实验现象和分析正确的是 迹图甲是洛伦兹力演示仪的实物图,图乙是结构示意图励磁线圈 通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场, 励磁线圈中的电流越大, 产生 的磁场越强 图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直 磁感线方向射入磁场下列关于实验现象和分析正确的是( ) 图甲 图乙 图甲 图乙 A要使电子形成如图乙中的运动径迹,励磁线圈应通以顺时针 方向的电流 要使电子形成如图乙中的运动径迹,励磁线圈应通以顺时针 方向的电流 B仅升高电子枪加速电场的电压,运动径迹的半径变大仅升高电子枪加速电场的电压,运动径迹的半径变大 C仅增大励磁线圈中的电流,运动径迹的半径变大仅增大励磁线圈中的电流,运动径迹
5、的半径变大 D仅升高电子枪加速电场的电压,电子做圆周运动的周期将变 大 仅升高电子枪加速电场的电压,电子做圆周运动的周期将变 大 解析 :解析 : 励磁线圈通以顺时针方向的电流, 根据右手螺旋定则可得, 产生的磁场垂直纸面向里, 根据左手定则可知, 电子受到的洛伦兹力 正好指向运动径迹圆心,故 励磁线圈通以顺时针方向的电流, 根据右手螺旋定则可得, 产生的磁场垂直纸面向里, 根据左手定则可知, 电子受到的洛伦兹力 正好指向运动径迹圆心,故 A 正确;根据公式正确;根据公式 r可得,当升高电可得,当升高电 m mv v B Bq q 子枪加速电场的电压时,电子的速度增大,所以运动半径增大,子枪加
6、速电场的电压时,电子的速度增大,所以运动半径增大,B 正 确;若仅增大励磁线圈中的电流,则磁感应强度增大,根据公式 正 确;若仅增大励磁线圈中的电流,则磁感应强度增大,根据公式 r 可得运动半径减小, 可得运动半径减小,C 错误;根据公式错误;根据公式 T可得,电子做匀速可得,电子做匀速 m mv v B Bq q 2 2m m B Bq q 圆周运动的周期和速度大小无关,圆周运动的周期和速度大小无关,D 错误错误 答案:答案:AB 3. (2018青岛模拟青岛模拟)为了科学研究的需要,常常将质子为了科学研究的需要,常常将质子( H)和粒和粒 1 1 1 1 子子( He)等带电粒子贮存在圆环
7、状空腔中,圆环状空腔置于一个与圆等带电粒子贮存在圆环状空腔中,圆环状空腔置于一个与圆 4 4 2 2 环平面垂直的匀强磁场环平面垂直的匀强磁场(偏转磁场偏转磁场)中, 磁感应强度大小为中, 磁感应强度大小为 B.如果质子 和粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同 如果质子 和粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图中虚线所示如图中虚线所示),偏转磁 场也相同比较质子和粒子在圆环状空腔中运动的动能 ,偏转磁 场也相同比较质子和粒子在圆环状空腔中运动的动能 EH和和 E 、 运动的周期 、 运动的周期 TH和和 T 的大小,有 的大小,有( ) AEHE , ,THT BEHE , ,THT CEHE ,
8、 ,THT DEHE , ,THT 解析 :解析 : 粒子在空腔中做匀速圆周运动, 满足粒子在空腔中做匀速圆周运动, 满足 qvBm, 得, 得 v v v2 2 r r q qB Br r m m ,所以,所以 Ek mv2, 而质子, 而质子( H)和粒子和粒子( He)的是相等的,的是相等的, 1 1 2 2 q q2 2B B2 2r r2 2 2 2m m q q2 2 m m 1 1 1 14 4 2 2 q q2 2 m m 所以所以 EHE ,选项 ,选项 C、D 错误 ;错误 ; T ,而质子 ,而质子( H)和和 2 2r r v v 2 2m m q qB B m m q
9、 q 1 1 1 1 粒子粒子( He)的 是不相等的,选项的 是不相等的,选项 A 错误,错误,B 正确正确 4 4 2 2 m m q q 答案:答案:B 4. (2018聊城模拟聊城模拟)用绝缘细线悬挂一个质量为用绝缘细线悬挂一个质量为 m、 带电荷量为、 带电荷量为 q 的小球,让它处于如图所示的磁感应强度为的小球,让它处于如图所示的磁感应强度为 B 的匀强磁场中由于 磁场的运动, 小球静止在如图所示位置, 这时悬线与竖直方向的夹角 为 的匀强磁场中由于 磁场的运动, 小球静止在如图所示位置, 这时悬线与竖直方向的夹角 为 ,并被拉紧,则磁场的运动速度和方向可能是,并被拉紧,则磁场的运
10、动速度和方向可能是( ) Av,水平向左 ,水平向左 Bv,竖直向下,竖直向下 m mg g B Bq q m mg gt ta an n B Bq q Cv,竖直向上,竖直向上 Dv,水平向右,水平向右 m mg gt ta an n B Bq q m mg g B Bq q 解析 :解析 : 根据运动的相对性,带电小球相对于磁场的速度与磁场相 对于小球 根据运动的相对性,带电小球相对于磁场的速度与磁场相 对于小球(相对地面静止相对地面静止)的速度大小相等、方向相反洛伦兹力的速度大小相等、方向相反洛伦兹力 F qvB 中的中的 v 是相对于磁场的速度 根据力的平衡条件可以得出, 当小 球相对
11、磁场以速度 是相对于磁场的速度 根据力的平衡条件可以得出, 当小 球相对磁场以速度 v竖直向下运动或以速度竖直向下运动或以速度 v水平向水平向 m mg gt ta an n q qB B m mg g B Bq q 右运动时,带电小球都能处于静止状态,但小球处于后者的状态时, 悬线不受拉力,不会被拉紧,故本题选 右运动时,带电小球都能处于静止状态,但小球处于后者的状态时, 悬线不受拉力,不会被拉紧,故本题选 C. 答案:答案:C 5(多选多选) (2018运城模拟运城模拟)如图所示,如图所示,ABC 为竖直平面内的光滑 绝缘轨道,其中 为竖直平面内的光滑 绝缘轨道,其中 AB 为倾斜直轨道,
12、为倾斜直轨道,BC 为与为与 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 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 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,甲球的速度最小经
13、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运动过程中三个小球的机械能均保持不变 解析:解析:三个小球在运动过程中机械能守恒,有三个小球在运动过程中机械能守恒,有 mgh mv2,在,在 1 1 2 2 圆形轨道的最高点时对甲有圆形轨道的最高点时对甲有 qv1Bmg,对乙有,对乙有 mgqv2B, m mv v r r m mv v r r 对丙有对丙有 mg, 可判断, 可判断 v1v3v2, 选项, 选项 A、 B 错误, 选项错误, 选项 C、 D 正确正确 m mv v r r 答案:答案:CD 6(多选多选)如
14、图所示为某磁谱仪部分构件的示意图图中,永磁 铁提供匀强磁场硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨 迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子,当这些粒子从上部垂 直进入磁场时,下列说法正确的是 如图所示为某磁谱仪部分构件的示意图图中,永磁 铁提供匀强磁场硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨 迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子,当这些粒子从上部垂 直进入磁场时,下列说法正确的是( ) A电子与正电子的偏转方向一定不同电子与正电子的偏转方向一定不同 B电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子仅
15、依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小 解析 :解析 : 根据左手定则,电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的 方向相反,故两者的偏转方向不同,选项 根据左手定则,电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的 方向相反,故两者的偏转方向不同,选项 A 正确;根据正确;根据 qvB, m mv v2 2 R R 得得 R,若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等,则轨迹半径,若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等,则轨迹半径 m mv v q qB B 不相同,选项不相同,选项 B 错误;对于质子、正电子,它
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