《2015届高三物理二轮高考题型练：题型6 带电粒子在磁场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015届高三物理二轮高考题型练：题型6 带电粒子在磁场中的运动（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理备课大师 免费】 带电粒子在磁场中的运动一、单项选择题1. (2014新课标16)如图 1所示，铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)一带电粒子从紧贴铝板上表面的 动能损失一半，速度方向和电荷量不变不计重力铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()图 1A2 B. 2C1 解析设带电粒子在 E 由题意可知 E 则 1 12 2 12 21 2 1心力，即 ，得 R ，由题意可知 ，所以 ，故选项 11 22(2014安徽18)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞已知等离子体中带电粒子的平均动
2、能与等离子体的温度 约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变由此可判断所需的磁感应强度 )A. BT C. DT 2T 物理备课大师 免费】由题意知，带电粒子的平均动能 ，故 v 由 整理得：B 正确3如图 2所示，标平面在竖直面内，x 轴沿水平方向，y 轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于 带电小球从 动轨迹如图中曲线关于带电小球的运动，下列说法中正确的是()图 2A迹为半圆B小球运动至最低点 沿水平方向C小球在整个运动过程中机械能增加D小球在 解析因小球受到重力和洛伦兹力作用，重力改变速度的大小，而洛伦兹力仅改变速度的方向，又洛伦兹力大小随速度的变化而
3、变化，故小球运动的轨迹不可能是圆，故 为系统只有重力做功，机械能守恒，最低点 力势能最小，动能最大，速度最大，曲线运动的速度方向为该点的切线方向，最低点的切线方向在水平方向，故 错误；若最低点洛伦兹力与重力大小相等，根据平衡可知小球将水平向右做匀速直线运动，不可能沿轨迹 实际运动轨迹不相符，故 狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图 3甲所示)，距离它 (其磁场分布与的电场(如图乙所示)分布相似现假设磁单极子 均固定，有带电小球分别在 附近做匀速圆周运动则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是()图 3A若小球带正电，其运动轨迹平面可在 图甲所
4、示B若小球带负电，其运动轨迹平面可在 图乙所示物理备课大师 免费】若小球带负电，其运动轨迹平面可在 图甲所示D若小球带正电，其运动轨迹平面可在 图乙所示答案 子能做匀速圆周运动，则洛伦兹力与重力的合力应能充当向心力；在甲图中，若粒子为正电荷且逆时针转动(由上向下看)则其所受洛伦兹力斜向上，指向圆心所在的轴线，与重力的合力可以指向圆心，故 若为负电荷，且顺时针转动，同理可知，合力也可以充当向心力，故 小球带负电，则小球受电场力背向 Q，故电场力与重力的合力不可以提供向心力，不可以在 正电荷的小球在题图乙所示位置各点受到的电场力指向 Q，则电场力与重力的合力可能充当向心力，会在 如图 4所示，一个
5、理想边界为 N 的匀强磁场区域，磁场宽度为 d，方向垂直纸面向里一电子从 列判断正确的是()图 4A电子将向右偏转B电子打在 点的距离为 子打在 点的距离为 子在磁场中运动的时间为 解析电子带负电，进入磁场后，根据左手定则判断可知，所受的洛伦兹力方向向左，电子向左偏转，如图，A 错误；设电子打在 点的距离为 x，则由几何知识得：xr 2d (2 )d，故 B、C 错误；设轨迹对应的圆心角为 ， 2d 2 由几何知识得： ，则电子在磁场中运动的时间为6t ，故 图 5所示，半径为 感应强度为B，半圆的左边垂直 RyR 的区间内各处均沿 子质量均为 m、电荷量均为 q、初速度均为 v，重力及粒子间
6、的物理备课大师 免费】，所有粒子都能到达 中最后到达 t 时间，则()图 5A粒子到达 场区域半径 t ，其中角度 的弧度值满足 v t 解析如图所示，入射粒子可以在 yR 和 yR 处相交，A 错误；与 轨迹半径等于磁场半径，则粒子恰好从 yR 处射出，若轨迹半径小于 R，则粒子不能从 此粒子从 rR，即 R ，B 错误；粒子在磁迹对应弦长最大，沿与 迹对应的弦长最大，轨迹圆心角为 ，由几何关系得 R/r子运动时间为 2 2 yR 处射出粒子运动时间最短，t 2R/v，则时间差为 t ，C 正确，D 、不定项选择题7. 如图 6所示，扇形区域 界 计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的
7、初速度大小相同，经过一段时间有部分粒子从边界 知0，从边界 免费】)，则从边界 )图 6A. B. C. 8 3答案子在磁场中做匀速圆周运动，粒子在磁场中出射点和入射点的连线即为轨迹的弦初速度大小相同，轨迹半径 OSd，当出射点 点的连线垂直于 子运动的时间最长可得轨迹半径为：R d；当出射点 点的连线垂直32于 子在磁场中运动的时间最短则：d，由几何知识，得3260，最短时间：t T，所以，粒子在磁场中运动的时间范围为 Tt ，故不可16 16 、图 7所示，L 1和 1上方和 、B 两点都在 电粒子从 2成 30角斜向右上方射出，经过偏转后正好过 过 计重力，下列说法正确的是()图 7A若
8、将带电粒子在 向不变)，它仍能经过 电粒子经过 点时的速度大小相同C此带电粒子既可以是正电荷，也可以是负电荷物理备课大师 免费】若将带电粒子在 2成 60角斜向右上方，它将不能经过 电粒子从 点以初速度 2成 30角斜向右上方射出后，如果一个周期内刚好通过 点时，其运动轨迹如图所示由图可知，粒子到达 点时的速度相同，选项 据运动规律及题目条件可知，A、B 两点间的距离应等于n( r)( r) n2 d(其中 1与 r 表 2 3示粒子做圆周运动的半径)，粒子能否通过 选项 理，可根据粒子带负电时的运动轨迹，得到 粒子带负电时也能通过 项 斜向上的角度改变为 60，则通过计算可知带电粒子此时运动
9、一个周期的偏移量是角度为 30时带电粒子运动一个周期的偏移量的 ，所以带电粒子仍能回13到 项 . 如图 8所示，带有正电荷的 粒子先后以同样大小的速度从宽度为 点分别以 30和 60(与边界的夹角)射入磁场，又都恰好不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是()图 8AA、B 两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是13BA、B 两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是32 3CA、B 两粒子 之比是3DA、B 两粒子 之比是2 3答案免费】由题意知，粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据 m ，得 r ，由几何粒子 B，0Rd，对粒子 A，有 0rd，联立解得 以 正确再根据 r ，可得 A、B 两粒子 之比是 ，故 32 3 2 3正确10. 长为 垂直纸面向里的匀强磁场，如图 9所示，磁感强度为 B，板间距离也为 L，板不带电，现有质量为 m、电量为 计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度 使粒子不打在极板上，可采用的办法是()图 9A使粒子的速度 粒子的速度 v粒子速度 子擦着上板从左边穿出时，圆心在 O点，
